关灯
登录后可将在线时长兑换成盟币 ,连续在线 [1] 小时后,每小时 [0.5] 盟币.
×

你已累计兑换次数 0

你已累计兑换积分 0盟币

量子细胞场论是统一场论的关键

[复制链接]
henryharry2 发表于 2012-4-14 16:10:04 | 显示全部楼层

轴矢量赝能隙

 
我们知道,当地球和月亮通过牛顿引力配对以后,看起来像Cooper对。事实上,她们并不是Cooper对,因为她们实际上是纯轴矢量的配对,更像导致高温超导体中的赝能隙的配对。当地球和月亮(或高温超导体中的准粒子)通过轴矢量配对后,也可以用一个序参量来表示,类似于Landau的赝波函数,这样,在高温超导体中就有两种赝波函数,都用Ψ表示。

目前高温超导体争论最激烈的一个问题,就是赝能隙与超导能隙是否同一个能隙,超导体分成极端的两派,一派认为赝能隙不是超导能隙,另一派认为赝能隙是超导能隙。实际上,从轴矢量的角度,这个问题看得很清楚,因为轴矢量配对类似于在同一个位置的正、反涡旋配对,这相当于预先设置了很强的钉扎力,实验证实直到100T的磁场也无法将超导压制掉。

所以轴矢量的Ψ与Ginzburg-Landau的Ψ并不是同一个Ψ,但是它们之间通过磁通涡旋相互联系。我们可以得到的一个结论就是,Ginzburg-Landau参数κ值越高,则超导转变温度也越高,事实证明确实如此,从“传统”的A-15型超导体就可以看出来,另外铜氧化物高温超导体的κ值确实很高。但这一点也不是绝对的,因为重费米子超导体的κ值很高,但超导转变温度并不高,这是因为轴矢量的强度都被用在增加电子的有效质量上了。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 
 楼主| henryharry2 发表于 2012-4-14 16:27:40 | 显示全部楼层

软模与指向矢

 
我们知道,在氦3超流液体和液晶中都有一个指向矢,但是包括de Gennes(他因此得到诺贝尔物理学奖)在内的众多凝聚态物理学家却搞不清楚指向矢的机理。我们认为,指向矢其实就是软模,我们知道(如黄昆最先指出的),二级相变都可以看成是软模凝聚的结果,按照目前的说法,软模凝聚导致对称性自发破缺,为了恢复对称性因而产生了不同的元激发。但是,从牛顿引力将地球和月亮配对的机理,我们可以看到轴矢量在微观上是如何运作的。

地球和月亮互相感应导致对称性自发破缺(这里没有用到真空,虽然牛顿引力子实际上是在真空中飞行的)。我们知道,如果对称性自发破缺,就会产生Goldstone玻色子(软模)。但是在引力的情况中,牛顿引力子仿佛就是软模,由地球指向月亮,但并非真是软模,仅仅是一个抽象的指向矢量。我们认为,这正是目前的极矢量物理学界对轴矢量有误解的地方,诚然在经典物理中,轴矢量是赝矢量,但量子化后,轴矢量可以是真的矢量。从原子与原子核可以看清楚这一点,原子以极矢量相互作用,原子核以轴矢量相互作用,但它们都是球对称的。

我们看到,如果软模是由于轴矢量凝聚导致的,它确实有指向的作用。因为软模只是导致二级相变,但软模本身并不会导致相互作用,从量子的角度看,必然有由于庞加莱复现原理导致的量子涨落才会有相互作用。可是在牛顿引力中,量子涨落产生的牛顿引力子与Goldstone玻色子其实是同一个粒子,它们是被人为地分成了两种粒子,既然是同一种粒子,起相互作用的粒子必然与Goldstone玻色子凝聚的方向一致,因此轴矢量的软模就是指向矢。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 
 楼主| henryharry2 发表于 2012-4-16 06:02:55 | 显示全部楼层

质量隙是轴矢量的能隙

 
这是Cray计算技术研究所悬赏100万美金的千禧年七大难题之一,希望重赏之下必有勇夫。

南部阳一郎最早发现了手征Dirac方程与超导的Bogoliubov-Valatin方程之间的相似性,利用他的手征对称性自发破缺理论认为质量隙与超导能隙之间一类比。之后Anderson-Higgs进一步发展了南部阳一郎的思想,这其实就是电弱统一理论中Kibble-Higgs机制的来由。但是在强相互作用中根本就没有Kibble-Higgs那样的机制,那么核子的质量从何而来?

我们发现,其实质量隙是轴矢量的能隙。以原子核为例,我们知道,偶偶核的总自旋都是0,这显然与原子不同,偶数个电子组成的原子的总自旋显然不是零,而是按Hund定则排列。壳层模型无法解释这个现象,于是有人按照BCS理论认为偶偶核中的另外两个核子总是配对的,有一个2∆的能隙,可是用BCS理论解释核子配对态又会遇到很多其它问题(详细情节可以参见曾谨言著的《原子核结构理论》一书或其它参考书)。

可是如果我们认为配对的核子能隙是轴矢量的能隙,那么一句话就可以解决问题了(由于不了解真实的物理原因,极矢量物理学家们总是想太多了),假设其中一个核子的波函数是Ψ,那么配对的另一个核子的波函数就是Ψ*,我们看到,其实质量隙类似于高温超导体中的赝能隙,而不是类似于BCS超导体中的极矢量能隙。我们知道,一次量子化时轴矢量也属于平方可积的(线性的)Hilbert空间,轴矢量与极矢量的差别在于二次量子化时,极矢量的空间是Fock空间,而轴矢量所属的是Girard空间(这是一种辩证唯物主义的逻辑空间)。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 
 楼主| henryharry2 发表于 2012-4-18 05:08:21 | 显示全部楼层

反演几何与保角变换

 
我们知道,原子中电子的轨道和原子核中核子的轨道都可以用球谐函数来表示,至于求解球谐函数的方法可以采用群论的方法,但群论的方法属于代数方法,那么是否有几何的方法求解电子与核子的轨道呢?有的,前提是我们必须先将库仑力和牛顿引力几何化。事实上,只有反演几何可以无矛盾地将库仑力和牛顿引力几何化。反演变换是一种保角变换,这就和彭罗斯发展扭量理论的思想相似起来,事实上,彭罗斯的扭量理论基于的是共形变换。

共形变换适用于无质量的粒子,而反演几何的保角变换适用的是有质量粒子的情形。利用反演变换将库仑力和轴矢量力几何化有几个好处。首先是经典电动力学和量子电动力学中都遇到的“脑筋不正常”的问题,在经典电动力学中,这体现为点电荷的能量问题,当我们计算点电荷的能量时,会发现当r→0时,点电荷的能量会趋于无穷大,而利用反演几何就不会遇到这个问题,在反演几何中r→0时的点实际上是无穷远点,反演空间是完备的几何空间。

其次,几何化后可以回答一些量子力学和原子核物理中困惑的问题,例如,庞加莱说三体问题是不可解的,重原子中至少有几十个电子,为什么没有表现出混沌的迹象呢?还有,原子核壳层模型的平均场理论中,有的核子有很大的轨道角动量,核子之间为什么不会碰撞呢?利用反演几何,我们会发现这些电子与核子的轨道其实是“平行”的(我们又一次遇到了庞加莱,这种平行性类似于反演几何中的Steiner链),因此它们之间不会碰撞是容易理解的。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 
 楼主| henryharry2 发表于 2012-4-18 05:36:59 | 显示全部楼层

超导磁性的第三种表述

 
我们知道,对超导磁性的描写有两种表述。一种是认为超导体内B=0,另外一种是认为超导体内会产生与电流产生的磁性相反的抗磁电流。我们发现,对超导磁性还可以有第三种表述,那就是利用Stokes定理。London理论认为,超导体只会产生表面电流,用来解释Meissner效应。我们则认为,超导电流可以是体电流,只是超导体内部由电流产生的磁涡旋会互相抵消,但利用Stokes定理,我们知道,内部涡旋抵消后仍会剩余出一个很强的表面涡旋。

这类似于边缘激发,为了解释在很“烂”的二维反型层中量子霍尔效应产生的电阻仍以非常精确的形式出现,仅用朗道能级无法解释这种现象,因而Halperin提出了边缘激发的概念,因此我们的理论有坚实的实验基础。因此,利用超导磁性的第三种描述,重要的不是第一类和第二类超导体的区别,代之以极矢量和轴矢量之间的区别。事实上,第一类和第二类超导体中本来就有很多相似性,例如都有超导畴,朗道是利用超导体分层分支模型解释的。

利用超导磁性的第三种描述,我们可以理解马梯亚斯的“传统”困惑,例如为什么氯化钠结构和A-15型超导体有利于提高超导转变温度,我们知道,这是由于氯化钠结构中会有轴矢量的等离激元出现(我们认为,这也是软模理论中的中心峰出现的机制),而A-15型超导体中的原子链会导致类似于Peierls相变的元激发,这两种元激发都是集体激发,它们不像费米液体中的单粒子激发。事实上,从程开甲在《超导机理》中所描述的那样,传统超导体的分布早就揭示出集体元激发的存在,只是BCS理论和Ginzburg-Landau理论没有注意到。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 
 楼主| henryharry2 发表于 2012-4-18 06:03:40 | 显示全部楼层

中子星的磁性从何而来

 
关于中子星的困惑很多,首先一些人认为中子星上有少量电子和质子,因为自由中子是不稳定的。但我们认为,中子星上不必有电子和质子,因为中子构成中子星后,其质量会比自由状态下的质量略小一点,正如普通原子核中那样,因此中子衰变是被禁戒的。其次,很多人认为中子星上有一个铁壳,我们认为这一点也值得怀疑,因为假如中子星上没有电子和质子,那么铁元素从何而来。事实上,至少被发现的中子星都是有很强磁性的。

因为人类发现的中子星都是脉冲星,只有当中子星有很强的磁性时才会变成脉冲星。有一个有趣问题是:存在无磁性的中子星吗?我们认为,中子星的磁性实际上是中子本身自旋排序导致的。中子星上的中子不可能按照通常的Fermi-Dirac分布排序,原子或原子核中只有几十个粒子,它们按照Fermi-Dirac分布排序是可以的。但中子星上的中子如按Fermi-Dirac分布排序,其最高费米能级上的中子的轨道角动量将远远大于光速(10的n次方量级)。

中子星上的引力很强,中子星最有可能是按照极矢量和轴矢量相互协调的方式排序。这就意味着中子星上的中子会保留Fermi-Dirac分布的反对称性,即变成涡旋电流,我们知道,相邻的涡旋电流会互相抵消,同时,中子之间会存在轴矢量场的对称性。这样,按照Stokes定理,相邻的涡旋电流抵消后,会剩余出一个很强的边缘激发。我们看到,这实际上与铁磁性的起源以及量子霍尔效应中的边缘激发很相似。因此,我们认为软γ射线复发源属于磁中子星的理论可能是个巧合,因为按照我们的量子引力理论,任何大质量物体撞击到中子星上都会引发γ射线暴,当然,只有更多的实验证据才能断定哪种理论更接近实际情况。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 
 楼主| henryharry2 发表于 2012-4-20 04:40:01 | 显示全部楼层

超导磁性的第三种描述

 
目前新发现的超导体中有很多超导与磁性共存的情况,有的是铁磁性与超导共存,有的是反铁磁性与超导共存,例如重电子金属的情况,甚至在自旋玻璃中还有重入的现象。铜氧化物高温超导体也是反铁磁性与超导毗邻,这时用超导磁性的第三种描述就显得很必要。这可以消除极矢量物理中的很多“傲慢与偏见”。偏见1:反铁磁性被“压制”后超导才出现。偏见2:称正常态能隙为赝能隙,其实它是轴矢量的能隙。

用超导磁性的第三种描述,我们很容易看出超导与反铁磁性或铁磁性的关系。例如,永磁体就和超导金属环有着同样的宏观描述,表现为它们在产生铁磁性或超导的同时并不产生额外的熵,所以巡游电子也是超流电子,尽管它们的微观机制可能有差别。另外,反铁磁性物质其实是纯的轴矢量物质。很多人(例如许祝安等)认为高温超导体是K-T相变的产物。

其实单从K-T相变是无法解释高温超导体的很高的超导转变温度的,赝能隙其实是轴矢量配对的结果,轴矢量配对意味着正、反涡旋电流的配对,但是这种正、反涡旋配对是在同一点发生的,它们有一些像K-T相变,但更像磁通钉扎,这从100T的外磁场还无法压制超导电性以及Volovik效应可以看出来。我们说,高温超导体中轴矢量的态密度很高(它们影响超导转变温度),但极矢量的态密度并不高,高温超导体中的载流子密度并不高,正常态属于很差的金属。其实轴矢量态密度高,但极矢量态密度不高的情况在所谓“传统”超导体中就可能有了,例如氯化钠和A-15结构的超导转变温度似乎并不与极矢量态密度成正比。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 
 楼主| henryharry2 发表于 2012-4-22 05:29:06 | 显示全部楼层

Maxwell的“齿轮”时代

 
我们知道,圈量子引力最大的问题是不知道经典引力是如何突现出来的,为此,我们要回溯到Maxwell的“齿轮”时代,来循着圈量子引力的发展思路,讨论庞加莱原理。圈量子引力是受到Wilson和Polyakov的量子化电流圈的启发,但Wilson和Polyakov的电流圈是建立在固定的时空背景上的,为此圈量子引力做了改进,变成了与背景无关的量子化电流圈。

在我们的量子化引力论中,背景独立性体现在庞加莱原理中,考虑地球和月亮之间的吸引力时,只需考虑地球和月亮的相对运动,而与时空背景无关。我们比圈量子引力前进一步的地方,是将Maxwell的位移电流思想引入了引力中,在电磁场中,位移电流意味着以光速运动的光子,而在引力场中,位移电流圈就意味着以光速运动的牛顿和爱因斯坦引力子。

当然,庞加莱原理对广义相对论的重要改进是,认为地球和月亮是平等的,不仅如此,当宇宙中的万物构成万有引力时,她们都是平等的(你可以认为这是我们对“神学”的贡献,即众生平等,不过马克思也是这样认为的)。有了众生平等的思想,地球和月亮之间的推迟引力波与超前引力波才是相同强度的。可以从波粒二象性的观点来理解引力波,地球指向月亮的引力波的轨道部分实际上类似于Goldstone玻色子,而引力波有相位,由于相位涨落的关系,地球到月亮的超前波(-ħ/2)和推迟波(ħ/2)恰好构成了一个位移电流圈。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 
 楼主| henryharry2 发表于 2012-4-22 05:59:24 | 显示全部楼层

引力的量子化

 
与扭量理论一样,圈量子引力中的圈也有手征性的问题,也就是只允许左手或右手的电流圈。而我们认为左、右手总是配对的,体现在量子引力中,就是正、反位移电流圈的配对,如果不是这样,行星的轨道就会有很强的进动,而正、反涡旋配对就可以正好剩余出牛顿引力场。

这个假设的实验基础是强相互作用中的强CP破缺问题。当然,你可能会认为牛顿引力与强相互作用的轴矢量未必遵守相同的守恒定律,但我们认为,大自然肯定不会制造两种服从不同的守恒定则的轴矢量场来。这类似于极矢量场中的Ward恒等式,只不过,极矢量场中是先有规范不变性,再从规范不变性推导出Ward恒等式;而在轴矢量场中,似乎是先有Ward恒等式,规范不变性被作为一个副产品推导出来。

你可以看到,虚引力子的波从地球到月亮总是用了半个波长单位(ħ/2),这一点与极矢量的虚粒子不同。极矢量场的虚粒子总是可以随意地被产生和湮灭的,逻辑上,极矢量场的二次量子化逻辑类似于命题逻辑,有半唯心主义的色彩,体现在需要一个无穷大的真空上。而轴矢量场的虚粒子的产生和湮灭的数量是固定的,这与Girard的线性逻辑中体现出来的辩证唯物主义色彩一致,而虚引力子产生和湮灭的数量与距离成反比,体现为经典的牛顿引力。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 
 楼主| henryharry2 发表于 2012-4-22 06:20:27 | 显示全部楼层

引力的量子化

 
既然从地球到月亮的所有引力子的波长是一致的,那么从微观量子化到宏观量子化只需要乘以一个并发因子,所以牛顿引力场实际上是并发量子化的。体现在逻辑上,我们说牛顿引力场是真正并发的系统,而采用路径积分量子化的极矢量场尽管有产生和湮灭的现象,只能归类为交叉语义的系统(产生和湮灭算符最终被归结为极矢量场的相位因子,即iS/ħ)。

所以,牛顿引力场服从的是牛顿-庞加莱统计。你可以看出,牛顿引力场类似于介观物理中的弱局域化(也来自Feynman的思想)。实际上,我们马上就可以在介观物理中找到牛顿-庞加莱统计的实验证据,因为实验测量到的正常金属环的持续电流比用极矢量方法计算出来的要大一、二个数量级,而用牛顿-庞加莱统计就可以很容易地解释实验与理论出现的偏差。

另外,引力量子化后,我们马上就可以看出轴矢量场与热力学之间的关系,此时地球和月亮的宏观波函数服从幂零条件,即ρρ=ρ,这就相当于有一个虚时间,并且虚时间具有周期性。我们知道,薛定谔方程相当于虚时间的热传导方程,你可以认为在地球和月亮之间不停地有虚热传导导致的量子涨落,但这种虚热传导不会辐射出去,因为引力不会产生偶极辐射。另外,由于虚时间有了周期性,你可以马上看出来与量子统计中松原函数之间的联系。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则


2威望

1576盟币

4关注

3粉丝

19帖子

排行榜
作者专栏

关注我们:微信订阅号

官方微信

APP下载

全国服务热线:

4000-018-018
Copyright   ©2005-2018  博研网Powered by©Myboyan.com    ( 粤ICP备10062441号 )