“难道说除了矢量玻色子外,还有标量玻色子?”
徐云朝他点了点头,肯定道:
“没错。”
赵忠尧顿时皱起了眉头,不过他并没有打断徐云的节奏。
根据他过去这段与徐云打交道所积累的经验。
徐云这人虽然经常抛出一些语不惊人死不休的概念,但这些概念无论多么超乎现有的认知,徐云都会对它们做出一个比较详尽的解释,几乎从未出现过抛概念但不给原理的情况。
这也是为啥基地这么多专家会这么快接纳徐云的原因——搞理论的语出惊人不是啥大问题,只要能给出合理的解释就行。
眼下这个时期仪器水平相当原始,理论学家基本上和古代的说客无异,能够驳辩说服他人的就是顶尖的纵横家。
果不其然。
徐云这次也没怎么卖关子,而是很快拿起笔,在纸上写下了一道公式;
ds2=c2dt2-dx2-dy2-dz2=ημνdxμdxν。
接着徐云在这道公式下方画了条线,对赵忠尧说道:
“赵主任,这是一个标准的闵氏时空的线元,拥有一个rΛ4线性空间,配有号差为+2的闵氏度规ημν。”(谁能告诉我四次方搜狗怎么打……)
“如果我们做一个假设,即单粒子态的算符只取决于延迟时刻的位置和速度,您能做出so(3)群的不可约幺正表示吗?”
“……”
赵忠尧闻言思考的了几秒钟,很快摸了摸下巴:
“应该可以。”
上辈子是洛伦兹的同学应该都知道。
自由场情景下洛伦兹变换不改变场的形式,矩阵d决定了场的变换方式,所以只要考虑群的性质就可以了。
而w又是小群,对于有质量粒子场想要做出so(3)群的不可约幺正表示,只要考虑右边的湮灭算符就行。
这种计算对于赵忠尧这样的大佬来说并不算什么难题,因此很快赵忠尧便写下了对应的步骤:
“先从动量算符入手,p^=-indd……”
“当湮灭算符作用在基态上时得到零,即a-ψa=0,因子n2nmw可以约掉……”
“然后再做出无量纲化的共轭复振幅算符,它的时间演化就是乘上eiwt相位变化……”
十多分钟后。
赵忠尧轻轻放下笔,露出了一道若有所思的表情:
“咦……谐振子居然有两个解析解?”
随后他又看向了一旁同时在计算的胡宁和朱洪元二人,问道:
“老胡,洪元同志,你们的结果呢?”
胡宁朝他扬了扬手中的算纸:
“我也是两个解。”
朱洪元的答案同样简洁:
“我也是。”
见此情形,老郭不由眯了眯眼睛。
他所计算的是so(1)和so(3)群的粒子数算符,虽然前置条件是单粒子态的算符只取决于延迟时刻的位置和速度,但这个假设其实和现实几乎无异。
而根据计算结果显示。
这个模型在数学上具备两个解析解,对应的是量子所述的玻色子规范场。
其中一个解析解对应的自旋为1,另一个解析解对应的自旋则为0。
而自旋为零在场论中对应的便是……
标量概念。
这其实很好理解。
量子场论中使用的的自然单位进行计算,真空中的光速c=约化普朗克常数n=1,时空坐标x=(x1,x2,x3,x4)=(x,y,z,it)=(x,it),偏微分算符a=(a1,a2,a3,a4)=(a/ax,a/ay,a/az,a/iat)=(a,-iat)=(▽,-ia/at)
狭义相对论的能量动量关系式是e^2=p^2+m^2,让能量e用能量算符ia/at替换,动量p用动量算符-i▽替换,就可以得到-a^2/at^2=-▽^2+m^2,即▽^2-a^2/at^2-m^2=0
让它两边作用在波函数Ψ上得(a^2-m^2)Ψ=0,这就是大名鼎鼎的克莱因-戈登场方程。
算符a^2在洛伦兹变换下是四维标量,即a'^2=a^2静质量的平方m^2是常数。
要使克莱因-戈登场方程具有洛伦兹变换的协变,即将方程(a^2-m^2)Ψ=0时空坐标进行洛伦兹变换后得到的(a'^2-m^2)Ψ'=0形式不变,唯一要求就是洛伦兹时空坐标变换后的波函数Ψ'=Ψ就达到目的了,这样的场叫标量场。
如果让洛伦兹变换特殊一点,保持时间不变,而在空间中旋转,这样旋转后的波函数Ψ'(x',t)=exp(-is·α)Ψ(x,t)。
这就是说在时间t不变的情况下,波函数Ψ(x,t)的空间坐标矢量x在角动量s方向旋转无穷小α角后变成矢量x'。