杨-米尔斯理论

✍ dations ◷ 2025-04-02 09:45:57 #物理中未解决的问题,量子场论,基本物理概念,规范理论,对称,陈-西蒙斯理论

杨-米尔斯理论是一种基于SU(N)群的规范场论,在数学和物理学中有很重要的应用。例如,粒子物理学的标准模型是一种杨米论,有 G = U ( 1 ) × S U ( 2 ) × S U ( 3 ) {\displaystyle G=U(1)\times SU(2)\times SU(3)} 的规范。杨米作用量是

S Y M = 1 2 t r ( F F ) {\displaystyle {\mathcal {S}}_{YM}={\frac {1}{2}}\int -tr(F\wedge *F)}

在1953年,沃尔夫冈·泡利将五维的卡鲁扎-克莱因理论拓展到六维。 但是,没有证据表明,他推导了规范场的拉格朗日量或者将其量化。因为他发现到他的理论“导致一些相当不实际的阴影粒子”,所以选择不发表他的成果。虽然这项成果没有正式写成论文发表,但他之后在苏黎世的演讲中谈论过这个理论。 最近的研究表明,扩展的卡鲁扎-克莱因理论和当年杨振宁与罗伯特·米尔斯的方程不同,因为前者包含附加项。

1954年,杨振宁与罗伯特·米尔斯写下了现今使用的杨-米尔斯理论,将原本可交换群的规范理论(应用的量子电动力学)拓展到不可交换群,以解释强相互作用。 杨 - 米尔斯的想法受到了沃尔夫冈·泡利的批评,原因在于杨-米尔斯理论的量子必须质量为零以维持规范不变性,但是这些“质量为零”的粒子在自然界中并没有见到,所以杨振宁与罗伯特·米尔斯论文无法解释b量子的质量问题。因此,这个理论在当时并未受到重视。一直到1960年代,为了给这些无质量的粒子以质量,南部阳一郎、杰弗里·戈德斯通、乔瓦尼·乔纳-拉希尼欧(英语:Giovanni Jona-Lasinio)等人开始运用对称性破缺的机制,从零质量粒子的理论中去得到带质量的粒子,杨-米尔斯理论的重要性才显现出来。

1967年, 温伯格和格拉肖基于规范对称的自发破缺,把格拉肖在1961年提出的电弱统一理论建立在了杨-米尔斯场论的基础之上,并引入了希格斯机制,提出具有U(1) ×SU(2)规范对称性的电弱理论。结合渐近自由度的思想,1972年,弗里兹希(H. Frizsch)和盖尔曼(M. Gell-Mann)提出了具有SU(3)规范对称性的杨-米尔斯理论, 建立了量子色动力学。描述电磁力和弱力的 电弱理论和描述强力的量子色动力学一起构成现今所谓的粒子物理的标准模型。

由于杨米尔斯理论的重要性及杨振宁在该理论工作的开创性贡献,1994年,在授予杨振宁鲍尔奖的颁奖词评价道“这项工作已经排列在牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦的工作之列,并必将对未来几代产生类似的影响。”

L Y M 2 t r ( F F ) = 1 4 ( F μ ν i ) 2 {\displaystyle {\mathcal {L}}_{YM}\equiv -2tr(F\wedge *F)=-{\frac {1}{4}}(F_{\mu \nu }^{i})^{2}}

其中 F = d A + A 2 = d D A {\displaystyle F=dA+A^{2}=d_{D}A} 是曲率形式,A是联络形式。 d D A {\displaystyle d_{D}A} 外共变导数。F是矩阵场,元素等于

F μ ν = μ A ν + {\displaystyle F_{\mu \nu }=\partial _{\mu }A_{\nu }+}

F μ ν i μ A ν i ν A μ i + g f i j k A μ j A ν k {\displaystyle F_{\mu \nu }^{i}\equiv \partial _{\mu }A_{\nu }^{i}-\partial _{\nu }A_{\mu }^{i}+gf^{ijk}A_{\mu }^{j}A_{\nu }^{k}}

的确,杨米尔斯场论是电磁学、弱电相互作用、量子色动力学、以及标准模型的大推广。所以杨米尔斯理论在物理学和数学中有极大的重要性。据我所知,杨米尔斯描述四分之三个基本相互作用。相对论描述第四个作用:重力。

阅读瞬子。

阅读杨-米尔斯存在性与质量间隙、路径积分表述。杨米尔斯有渐近自由、手征对称性破缺、以及质量间隙。YM场论也有夸克禁闭。但是现在没有数学证明,只有计算机和格点规范理论支持的猜想。

几何和数学


相关

  • 精囊精囊(英语:Seminal vesicle,亦称为储精囊),功用为提供和储存精液的分泌物,内含有黏液、果糖(精子能量)、凝集酵素、抗坏血酸、前列腺素,但并不储存精子。精液有60%左右的成分来自于此
  • 牧地牧地在地理学上,是指由大面积天然草本植物或灌木植被覆盖,而又可供畜养或野生的草食性动物取食的地区。
  • 后肾管后管肾(单数:Metanephridium复数:Metanephridia)是环节动物等真体腔动物的排泄器官。后管肾较原管肾高级。后管肾开始从血液中接受代谢废物,使进入管内的体腔液代谢废物浓度大大
  • 前维生素D3前维生素D3(英语:Previtamin D3)是胆钙化醇(维生素D3)合成的中间产物,由皮肤表皮中的7-脱氢胆固醇在紫外线(主要是295nm - 300nm 的UV-B)照射下开环生成。医学导航:营养学辅助、代谢
  • 囊腺癌囊腺癌(Cystadenocarcinoma),是一类囊腺瘤的恶性性状,也是一类发生于腺上皮的恶性肿瘤,其中囊腺分泌物积累并形成了癌变组织。其癌症细胞呈现出不同程度的逆行性生长和入侵性,并形
  • 外国事务局督外务大臣是主管日本外务省的国务大臣,是内阁中最重要的职位之一,一般由执政党内的实力派国会议员担任。如果内阁总理大臣(首相)有事、出访或生病,在没有副首相的情况下,往往会指定
  • 手机游戏手机游戏(英语:Mobile Game)是指运行于手机上的游戏软件。当前用来编写手机最多的程序语言是Java,见J2ME;其次是C语言。早期由于大多数手机机能有限,操作和玩法简单的俄罗斯方块、
  • 体积摩尔浓度体积摩尔浓度(英语:molarity,通常以大寫M表示)是化学的一种通用浓度单位,体积摩尔浓度 c i
  • 果子狸属Gulo larvara Hamilton-Smith, 1827果子狸(学名:Paguma larvata)又名花面狸、白鼻心、果子猫(台湾话:.mw-parser-output .sans-serif{font-family:-apple-system,BlinkMacSystemF
  • 塔韦纳斯沙漠塔韦纳斯沙漠(西班牙语:Desierto de Tabernas)是西班牙的半干旱沙漠之一,位于西班牙东南部的阿尔梅里亚省内 。并常常被称为“欧洲大陆唯一的沙漠”。由于其较高的海拔高度和内