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[求助] 漫谈统一场论(三)

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henryharry2 发表于 2013-1-29 09:09:09 | 显示全部楼层

Weyl统一场论的回归

 
回想一下我们发现的那个奇妙公式:黑洞视界= 瞬子。现在可以理解为什么大自然这么喜欢视界了,原来不必真的有一个黑洞存在时才可以定义视界,视界可以在一个内禀空间中抽象地定义,这种抽象定义的视界与瞬子有同样的性质,它们只是瞬间存在,相互作用发生后又立即关闭了。

无论如何,这都是一个令所有人都意想不到的巨大进步。需要将弦理论的想法稍微改进一下,目前弦理论中的弦都是真实的物理的弦,实际上应该是一种抽象空间中内禀的弦,正如地球和月亮发生相互作用时,她们之间仿佛有一根弦拉着。当弦变成了内禀对称性后,我们就可以从杨-Mills场的瞬子解通过类Stokes定理,推导出双重共振态模型。QCD场是场的局部性质,而弦是场的整体性质。
人们之所以提出超引力理论,是因为从费米子变换到玻色子、再从玻色子变回费米子,费米子会移动一段距离,这样就与引力联系了起来;实际上,假如地球和月亮之间满足对合关系也可以起到同样的作用。从代数上讲,幂零的是可解的,幂零条件相当于几何上的对合关系。抽象地定义视界的方法还有助于解决规范等级问题,因为轴矢量与距离的倒数成反平方比关系,可以快速地追上其他三种力。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-2-2 09:15:06 | 显示全部楼层

大自然的胸怀

 
或许超对称最引人入胜的一点是以下要讨论的内容。假定你对一个粒子连续做超对称变换。比如,先将一个自旋1/2的费米子变成一个自旋为0的玻色子,然后再来次超对称变换将它变回自旋1/2的费米子。这个费米子就会移到空间中的另一个点。换句话说,重复超对称变换会使我们得到一个空间变换——而空间变换属于庞加莱变换。正如我们早前提到的那样,局域庞加莱不变性正是引出广义相对论的对称性!

就这样,我们发现了超对称与引力之间蛛丝马迹的联系。特别值得一提的是,表面来看,超对称与引力一点联系也没有。The sign is bizarre and peculiar! Each mode of the Dirac field contributes -ħω/2 to the vacuum energy. In contrast, each mode of a scalar field contributes ħω/2. This fact is of crucial importance in the development of super-symmetry.

超对称可以从极矢量与轴矢量的对偶性和对合关系推导出来。代表正、负电荷的虚圆点(1, i, 0)和(1, -i, 0)又是对合的,假如其中一个对合点代表费米子,另一个对合点代表玻色子,由极矢量和轴矢量的对偶性可以推导出G宇称,类似地,我们也可以推导出费米子和玻色子的超对称性。这种超对称性是纯几何的,并不需要超伴子的支持。
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 楼主| websmarter 发表于 2013-2-3 14:56:36 | 显示全部楼层
 
多谢分享
!!!!!!
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henryharry2 发表于 2013-2-8 11:21:04 | 显示全部楼层

量子液体的统一描述

 
我们准备绕过薛定谔方程直接得出量子液体的统一描述。将自旋反向看成是轴矢量的正、负能态配对,正能态用ψ表示、负能态用ψ*表示,服从量子的哥本哈根解释。直观上理解,可以认为有一个量子液滴无粘滞地从一根弦上悄无声息地滑过,这根弦是由于动态重正化生成的一个准能带。于是,我们可以直接得到朗道声子的色散关系,ε=cp。当然,元激发不是朗道声子、也不是费米子,而是由于牛顿-庞加莱统计与量子MB统计的对偶性生成的一个超对称粒子,由于服从线性色散关系,我们认为应该称为居里子。
由居里子可以直接导出居里-外斯定律,因此守谷享统一理论中认为的粒子-空穴配对应该是轴矢量的正、负能态配对。我们已经绕过了薛定谔方程直接导出朗道声子,事情往往是这样的,想得太多了,并不意味着离物理现实更近,居里子不能是费米子,在He II液体中,氦4的自旋是0。但动态重正化可以产生轴矢量的自旋,另外由居里子可以推导出旋子是一种类似于Kondo效应的元激发。
我们的推导比Bogoliubov的理论简单得多,Bogoliubov的理论以晦涩难懂著称。我们保留了Bogoliubov变换,因为轴矢量的正、负能态配对实际上是一种Bogoliubov变换,我们使用了不同的二次量子化方式并作了不同的解释。实验证据是显然的,因为铁磁性一定是无粘滞性的,假如巡游的居里子有损耗的话,铁磁性金属根本不可能存在。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-2-14 10:24:48 | 显示全部楼层

哈勃红移和宇宙自旋

 
假如哈勃红移是由于宇宙有自旋,有助于解释高能宇宙射线的来源,这意味着宇宙本身就是一个天然的巨型加速器,当电子和质子在穿越漫长的宇宙旅途时,会不停地被加速,虽然哈勃常数很小,但在这种不懈的努力下,电子和质子还是会被加速到很高的能量。这类似于电子由于引力引起的自能作用,在量子电动力学中,电子放出一个虚光子并将其吸收,会使电子的自旋磁矩略有增加(α/2π),Schwinger正是算出了这一项而获得诺贝尔物理学奖。

从辩证唯物主义的角度看,既然电子和质子由于宇宙自能会使能量增加,相应地光子的能量必然会减少,看起来像哈勃红移。这种宇宙自能对于基本粒子和大型天体来说是不同的,暗物质粒子和电子、质子等由于质量小,很容易被加速。但是,天体的质量太大了(自旋与质量成反比),只能是当暗物质粒子穿过天体时通过自能(潮汐作用)增加热能。

我们知道,月亮正在不断地远离地球,另一方面,人们认为,地球的内部热量有10%是由月亮和太阳引起的潮汐作用提供的。这两种作用都是消耗能量的过程,必然有提供能量的途径,一种可能性是地球自转变慢提供这两种能量,但地球自转变慢提供的能量远远不够。额外的能量来源或者是太阳的牛顿引力子辐射,或者是由于宇宙高能暗物质粒子穿越地球时的地球自能作用使暗物质粒子的能量稍有减少,否则很难解释地球的这些谜团。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-2-16 15:08:20 | 显示全部楼层

临界指数β=1/3

 
临界指数β=1/3是自旋凝聚的一种效应。自旋凝聚是一种特殊的库珀凝聚,在库珀凝聚中不仅配对电子的自旋相反、动量也相反,而自旋凝聚不要求动量也凝聚。卡丹诺夫等人认为朗道的平均场理论在四维空间以上才是正确的理论,现在利用动态重正化我们已经站在四维空间了就看得很清楚,朗道的序参量相当于轨道空间,而临界点附近重要的是自旋空间。

还可以从群论的角度推导出这一结果,利用泡利对Runger-Lenz矢量所做的对称化方法可以得到SO(4)群,子群SO(3)相当于朗道的序参量,而子群SO(2)相当于自旋对称化引起的凝聚。以我们推导出的铁磁性的量子理论为例,在临界点以下的邻域内,自旋向上的巡游部分和自旋向下的局域部分配对构成一个量子液滴,这相当于自旋凝聚。假如将铁磁体磁化,那么轨道部分所占比重越来越大,其结果是越来越接近于朗道的平均场理论。

在统一场论里,万物都有自旋,我们就可以将自由能表示成:F = U – ST = 体积能 – 表面能。体积能为自旋凝聚产生的能隙。有趣的是,原子核的结合能也可以表示为体积能 – 表面能的形式,但符号是相反的,难道原子核中存在的是负温度和负熵。这表明邓昭镜等人的梦想有可能找到用武之地,邓昭镜等人认为黑洞中的能谱是存在于负温度和负熵的环境中的,而按照我们的量子统一场论,核子确实像一个小黑洞。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-2-19 12:02:28 | 显示全部楼层

暗物质的性质

 
按照广义相对论描述的宇宙像气体(喜欢膨胀或被压缩),而按照量子引力描述的宇宙像量子液滴。宇宙究竟是像气体还是像液体呢?原子核物理中有相似的模型,量子的费米气体模型认为原子核像气体,而半经典的液滴模型认为原子核像液滴。(实际上,我们已经明白,液滴模型并非经典模型,而是由于牛顿-庞加莱统计与量子MB统计对偶生成的量子模型)。

在弦理论家们制造的全息宇宙模型中,宇宙像液体,具有不可压缩性,原因在于反de Sitter时空的不可压缩性。但我们发现,弦理论的全息模型与真实的宇宙有出入,真实的宇宙中椭圆几何和双曲几何是同时存在的,可归结为牛顿-庞加莱统计与量子MB统计同时存在,这类似于Susskind的黑洞对偶性假设,宇宙本身是个黑洞,其视界(椭圆)与其内部(双曲)对偶。作为实验证据之一,修正主义的MOND模型与这种观点相似——银河系像液体。

天文观测中,暗物质之所以看起来像是在银河系或者太阳系的外围,我们认为,是与暗物质粒子的运动速度比一般天体快得多引起的,因此最好用宇宙自能(量子版的潮汐效应)来描述哈勃红移(用双曲几何描述)和暗物质的分布(用椭圆几何描述)。即使有一些慢下来的暗物质粒子围绕银河系或者太阳系旋转,它们也倾向于分布在银河系或者太阳系的外围。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-2-19 15:53:05 | 显示全部楼层

运动钟的频率降低与运动电子的频率升高

 
我们知道,一个运动的钟比静止时走得慢。运动着的原子钟频率降低,运动着的电子频率却升高(自旋加快),两者产生了矛盾。原因何在?
德布罗意对此有一种解释。他认为运动的钟频率降低是静止观察者注视到对应于钟(原子)内部的一种场频,而运动的电子频率升高是与粒子(电子)联系在一起的某种波的频率。但是,这两个场各是什么场,德布罗意没有做出明确说明。对应于原子钟内部(实则为坐标系内)的那个场,不是别的,刚好是坐标系内决定记时单位的光(电磁场)。运动钟走时慢——频率低,是因为动系内光走斜线,它有一个较大的记时单位,因此,运动的钟走时慢些;静止钟走得快——频率高,是因为静止系内光走垂线,它有一个较小的记时单位,因此,静止的钟走时快些。
坐标系内部有一个记量时空的场——观察信号存在!并且坐标系的运动要影响场的特性,如波长、频率的变化等。而德布罗意所说的另一个与粒子联系的波动场的频率,则是由上述记时场测量的康普顿波的场频。人们看到的粒子形象,正是由这个波场提供的。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-2-19 16:03:46 | 显示全部楼层

运动钟的频率降低与运动电子的频率升高

 
显然,与运动电子(或暗物质粒子)对应的康普顿物质波的场频是升高了,它与运动的钟频率降低非但不矛盾,而且是互为因果的。正是因为运动钟频率降低,才出现了康普顿物质波的频率升高。康普顿物质波是用光记时并测量后的物质波场。我们知道了动、静康普顿物质波频率之间的关系,那么动、静康普顿物质波波长之间的关系是什么?

可以肯定地说,德布罗意所说的与运动电子(或暗物质粒子)对应的那个物质波,就是我们定义的康普顿动态物质波。它反映的刚好是与运动电子(或暗物质粒子)对应的某种时空信息。电子(或暗物质粒子)运动时空间线度变小了,这正是实验的结论。以后我们将会看到任何稳定的粒子都是波程为一倍波长的康普顿驻波波包。光的测量作用与引力作用(体现为质量增加)在形成时空概念时是可以转换的,或者说是等价的。

在量子引力中,我们将太阳对光线的偏折效应理解为一种广义的康普顿散射。当暗物质粒子和光子同时存在于宇宙中时,它们之间要通过引力相互作用,其结果必然是光子的频率变慢(体现为哈勃红移)而暗物质粒子的自旋加快(能量变高)。
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 楼主| henryharry2 发表于 2013-2-20 12:44:15 | 显示全部楼层

无风三尺浪

 
广义相对论无论如何是无法重正化的,改造广义相对论的唯一办法是用动态重正化。从射影几何出发,射影几何中是没有平行性概念的,采用Felix Klein的自同构群,可以恢复出平行性的概念,但这就要求宇宙间的万物具有主观能动性——万物皆有灵。这样得到的宇宙模型是一种“熔化的”全息宇宙模型,即将弦理论的全息宇宙模型中的视界和反de Sitter时空都动态化了,现在反de Sitter时空的双曲几何恰好映射成了动态双曲空间并引起哈勃红移。

宇宙本身成了一个巨型的量子液滴,如果采用经典类比,可以想像整个地球由水组成,而漩涡星系则很像水面上刮起的飓风,事实上,它们在形状上确实很像。潮汐效应则变成了量子化的自能,可以看出,量子引力远比经典引力有趣。经典引力的潮汐效应只对外部起作用,而量子引力则允许自潮汐效应,因为潮汐作用可以通过动态重正化波被传递,这种传递作用相当于一个量子液滴在一根弦上悄悄地滑过,并且可以是无粘滞力的。

我们认为,银河系的高度扭曲就是一种自潮汐作用,正如大海无风三尺浪一样,宇宙中暗世界可能远比人们想像的活跃,通过动态重正化的传递作用时有发生。动态重正化波相当于一种密度波,既然密度波理论可以解释旋臂的形成,就不应该对观测到的密度波有所怀疑。
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