破缺的对称性网(2)
2013-08-23 01:05
导读：凝聚态物理中另一类重要的材料是超导体，即在某一临界温度以下，这类材料处于超导态，会失去电阻，呈现零电阻特性，同时对磁臣虑进去以后，这些无
凝聚态物理中另一类重要的材料是超导体，即在某一临界温度以下，这类材料处于超导态，会失去电阻，呈现零电阻特性，同时对磁臣虑进去以后，这些无质量的声子就变成了有质量的等离激元.
1960年，Nambu提出在基本粒子的量子场论中也存在着对称性自发破缺，通过引入某种未知场的真空期望值，与超导态相类比，建立了强相互作用理论.在假定手征对称性具有很小的明显破缺时，发现π介子有一个小的质量，比其他尺度小得多，并推导出了表征轴矢量、π介子衰变常数以及π介子与核子间耦合的GT关系，计算出了π介子与核子间的散射截面，发现与实验符合.π介子是一个复合粒子，当对称性没有明显的破缺时，该复合粒子就变成了无质量的.J.Goldstone利用标量场做了类似的计算，得到了真空期望值，发现能谱中也有一个无质量的粒子，现在被称作Nambu-Goldstone玻色子.在基本粒子理论中，手征对称性是整体对称的，而整体对称性的破缺会导致出现无质量的粒子；在超导电性理论中，对称性是规范不变的，这会导致有质量的态出现.1964年，F.Englert，R.Brout,以及P.W. Higgs分别提出了相对论规范理论，他们发现自发破缺的规范对称性没有产生一个无质量的粒子，而是给出了一个有质量的标量态，现在被称为Higgs玻色子，它是迄今为止在实验上尚未观测到的唯一的标准模型粒子.2008年9月10日，在欧洲核子中心开始运行的大型强子对撞机（LHC），有希望提供实验证据证实Higgs粒子存在与否（LHC运行9天后，由于连接加速器中两个磁体间的电路出现问题，导致机械故障，引起液氦泄露，现在正在抢修，预计2009年能重新运行）.随后，Nambu及其合作者提出了强相互作用的基本理论应该是基于SU(3)规范群的非阿贝尔规范理论.非阿贝尔规范理论是由杨振宁和Robert Mills于1954年首先提出的,现在被称为Yang-Mills理论，已经成为人们统一界电磁、弱、强和引力四种相互作用中前三种作用的数学基础.2000年，美国Clay数学研究所悬赏100万美元奖金征集四维时空中量子Yang-Mills方程的解，时值今日该问题尚未破解.Gerhard ’t Hooft和Martinus Veltman证明了即使规范对称性自发破缺，非阿贝尔规范理论也是可重整化的.杨振宁和Nambu等人的工作引发了一系列有关非阿贝尔规范理论的后续的重大发现，如电弱理论、渐进自由、量子色动
力学、夸克混合等.
