書房中,徐川輕移鼠標,打開了自己的郵箱。
一份從大西洋彼岸發送過來的郵件正安靜的躺在裡麵。
是愛德華·威騰發過來的,也是他和德利涅兩人聯合起來最近三年在強核力與弱電理論統一難題上的研究成果。
儘管威騰表示在強電統一理論上他們距離還相當的遠,在這條路上他們已經近乎於走到了儘頭,很難再往下進行推衍了。
但兩位菲爾茲獎得主,兩位普林斯頓高等研究院終身教授聯合起來所研究的理論,對於任何一位正在對同一難題上展開研究的學者來說,可謂是無價之寶了。
深吸了口氣,將胸中的濁氣排出後,徐川將郵件中的論文下載了下來。
《基於標度和規範不變原理的強電統一場論研究》
“標準模型的完善—大統一節點的推導、質量耦合常數的歸一化和簡單粒子磁矩異常的處理。”
點開論文,標題和說明映入他的眼簾中。
這隻是一半的弱電統一理論。
對於強核力如何與弱電理論在數學上進行統一,研究路目前的主研究方向就是威騰和德利涅所研究的這條,從標度理論和規範理論出發,對其進行推導的。
這樣就可以得到所有可能的相互作用形式。
徐川沒有放過任何的一個字符,仔細的閱讀著這一篇‘繼承’而來的論文。
無論是將其推廣到誇克部分和完整的三代費米子,都相對容易做到。
通過一代費米子,建立輕子部分的電弱統一理論,並由此推導出電磁相互作用後,對自由場的拉式量在進行變換。
這三步推導,對於在粒子物理上有一定研究的學者來說,還是比較容易的。
在強弱電三力的統一上,無數的物理學家和數學家前仆後繼,一點一點的積累,一點一點的確認各種相互作用的形式,一點一點的完善s機製、自發對稱性破缺、粒子耦合才有了如今的局麵。
因為上述所有的推廣都是基於粒子無質量的情況進行的。
但是!
第一步,寫下自由場的拉式量,並且找到它具有的全局對稱性。
到這才是完整的弱電統一理論。
尤其是對其進行驗證,更是直到二十世紀末尾的1983年才通過實驗得以證實。
聽起來是不是很簡單?
然而要將這些理論轉變成公式,足足耗費了理論物理學大半個世紀的時光才完成。
所以,在完成了這一半的弱電統一理論後,還需要再引入希格斯機製和自發對稱性破缺來賦予基本粒子質量。
以電弱統一理論中,電磁相互作用的表達舉例。
隨後,對全局的對稱性進行定域化,將普通的偏導數替換為協變導數,引入了四個規範場,給出費米子場和規範場的相互作用項
簡單的來說,整個過程可以分成三步。
光是統一電磁力和弱相互作用力的難度就如此巨大了,更彆提後麵的強相互作用與引力了。
第三步,將完整的定域化後的拉式量寫開,分離出動能項和相互作用項。
而實驗證明,除了光子等極少數的粒子外,絕大部分的粒子本身都有質量。
第二步,把全局對稱性定域化,引入規範場;
翻閱著兩位導師的研究,徐川從中汲取著自己需要的知識和理論。
“.利用e理論來推導出大統一節點的三個最重要參數,弱電耦合強度、高質量粒子質量和弱電-強耦合強度,進而證明三種微觀力在高質量粒子質量下實現了統一,實現了標準模型閉環。”
“這是一條很不錯的思路,但是如何在統一後構造拉格朗日量是首先就要解決的問題。”
看著論文,徐川輕聲自語著。
對於論文中的理論和思路,以他如今的目光很顯然能一針見血的找到核心問題所在。
對於兩位導師聯合起來的成果,他並不相信兩人會卡在第一步,如果是那樣,威騰大概也不會將這篇論文發給他了。
很快,論文的延續就證實了他的判斷。
“.有意思,他們在這裡引用了超對稱理論中更基本對稱,將費米子和玻色子攪拌在一起,並且結合克萊因-戈登和狄拉克·拉格朗日是不變的來進行處理。”
“如果是這樣的話,對其進行擴展,可以在大程度上構造均勻的克萊因-戈登拉格朗日特征,隻不過這裡僅對無質量的粒子有用,後續還需要再進行處理”
書房中的燈光溫馨,窗外的月光明亮,徐川翻閱著兩位導師贈送給他的論文,不自覺的喃喃自語念叨著,推導著。
以他的視角來看,對於強電統一的工作,威騰和德利涅雖然還沒有完成。但毫無疑問,他們在這條路上已經走出去很遠的一段距離了。
他們構造了一個包含所有基本粒子的統一的拉格朗日量,使用klen-gordon拉格朗日量——最後真空期望值得到了基本粒子之間的質量守恒方程,並引入了質量耦合常和確定有效質量對磁矩異常的影響。
儘管在這份論文中,還存在著許多的問題。
比如基於同位旋守恒精確計算質子磁矩異常該如何計算和確認;
比如強相互作用和弱相互作用的結合導致了氘磁矩異常該如何在解釋;
亦或者對於單個弱相互作用的影響和弱相互作用與電磁相互作用的聯合影響,如何給出尋找輕子磁矩異常的方案等等.
這些都是後續需要解決的問題。
但毫不誇張的說,這些理論和概念,如果整理成論文公開出去,對於理論物理學界來說毫無疑問是一次大地震。
如果在cern或cprhc的升級或建造完成後,通過對撞機來對這些理論進行確認這些理論中已經完成的工作,兩人在有生之年能夠拿到一枚諾貝爾獎或許也不是沒有希望的事情。
畢竟強電統一理論可是當今物理學界最大的王冠。
然而就在數個小時之前,威騰和德利涅選擇將這份成果送給了他,來幫助他完成強核力與電弱理論的統一。
書桌前,來自希格斯教授的遺稿和來自威騰與德利涅兩位導師的研究如同構成打開強電統一大門的鑰匙的碎片。
儘管兩者都不完善,很多地方都僅僅是理論或者推測,但對於徐川來說,這已經足夠了。
足夠幫助他在統一強電這條路上節省無數的時間了。