3维O(N)超引力理论中超对称动力学自发破缺

超对称局域化后,由于物质多重态与纯引力多重态相互耦合,超对称易于产生自发破缺.我们曾研究了2维和3维整体和定域超对称理论,发现超对称破缺与模型的维数有密切关系.本文构造一个3维 O(N)超引力理论,并利用大 N 展开方法,研究了动力学自发破缺机制.     

对称性自发破缺的历史发展

本世纪最伟大的科学成就之一是弱电统一理论,而使该理论取得重大突破性发展的是真空对称性自发破缺的应用。对称性自发破缺的概念在当代物理学中占有十分重要的地位。本文将研究探索对称性自发破缺概念是如何从固体物理学领域(特别是超导现象)移植到粒子物理学中,以及物理学家们是如何克服重重困难,最后使其成为粒子物理学的重要概念的。     

玻色凝聚原子气体跨越自发对称性破缺的普适非平衡动力学研究进展

自发对称性破缺是自然界中普遍存在的物理现象,从宇宙星系的形成到超流涡旋的产生,它广泛存在于宇宙学、凝聚态物理以及原子分子光物理等各个领域之中.自发对称性破缺过程中的普适临界动力学可用Kibble-Zurek机制描述,该机制描述了体系非绝热激发和淬火速率之间的普适标度关系.研究普适临界动力学既可以加深人们对早期宇宙中复杂...     

LHCb关于正反物质性质差异的研究取得新进展

<正>现行理论认为,宇宙大爆炸产生了几乎等量的物质和反物质.由于物质和反物质在微观性质上存在一定的差异(物理学上称为"电荷共轭-宇称对称性破缺",简称CP破坏),宇宙经过长时间的演化,形成我们今天观测到的由正物质组成的世界.欧洲大型强子对撞机(LHC)是目前世界上最大、能量最高的粒子加速器.大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)是LHC上的4个主要探测器之一,它的主要物理目标是测量     

探寻自然界的对称性与对称破缺机制

日常生活中处处可见对称和对称破缺的例子。自然界本身就充满了各种对称性，如许多动物的左右对称性、太阳的转动对称性、海星的五重对称性和雪花的六重对称性等。然而，不同种类的粒子、不同种类的相互作用，乃至人类生存的时空和物质世界以及整个复杂纷纭的自然界（包括人类自身），却都是对称性破缺的产物，如生命起源过程中DNA的左右镜像对称破缺等。     

2008年度诺贝尔奖获得者

诺贝尔物理学奖 瑞典皇家科学院10月7日宣布，2008年诺贝尔物理学奖授予美籍科学家南部阳一郎和日本科学家小林诚、益川敏英，以表彰他们对基本粒子物理学中的对称性破缺问题做出了重大理论贡献。     

对称和不对称

《对称和不对称》一文是李政道教授应邀在杰西和约翰·丹兹讲座上的讲演稿的上半部分。就对称和不对称现象,作者用极其生动的语言和发生在我们身边的实例,精辟地阐释了物理学中很深的概念,如对称性原理、CPT定理以及物理学中不对称与真空自发破缺的可能关系等。即便一些非物理专业的读者,估计也能读懂,此实乃可贵。     

量子化广义sh-Gordon系统的完全可积性

共形对称破缺的完全可积场论是二维共形场论最新发展中一个活跃的方向.这种理论从已知的共形场论模型出发,通过加入微扰或构造约束体系的方式,建立共形对称破缺的耦合理论,并研究其可积性质、因子化散射矩阵及关联函数,以期了解共形场论体系的临界外行为.共形破缺可积场论最引人注目的特点是:虽然在加入耦合后体系不再保持共形对称性,但它仍保持有无穷多守恒流,仍然是完全可积系统.WZNW模型是典型的非Abel共形场论体系.设g(x)是取值在某个单Lie群或仿射群上场量,则此模型可由一有效作用量定义如下:     

从对称破缺到混沌

量子系统的低能级往往具有很高的对称性,例如:晶格、形变核的转动能级、强子的最深束缚态。但是,所有这些系统都破坏了哈密顿量的精确对称性,表现出对称破缺。晶格和核并不满足哈密顿量所需要的平移和转动不变性、强子态破坏了涉及奇异性和同位旋的内部自由度对称性。在每个这样的系统中,当集中观察其极小几个自由度时,对称性就遭到破坏,所以,系     

自然界中同型手性起源的难题

手性和对称破缺是自然界的重要客观存在.从微观的粒子和分子到宏观的物质和宇宙星系,均存在不同水平的手性和对称性破缺,寻找它们的内在统一性是著名的科学难题.本文对2005年美国Science杂志公布的125个科学前沿问题之一"自然界中同型手性的起源"进行了解读,特别关注同型手性对生命起源和生命体系的重要意义,概述介绍了国内外学者的相关研究假说、理论和进展.     

是否存在关联电子体系的统一理论

对称性自发破缺和费米液体理论作为凝聚态物理的两大基石是我们理解凝聚态物质的结构、物性、相变的出发点.在强关联电子系统中,电子关联效应有可能导致超越对称性自发破缺的新的有序形式和与之相应的新的元激发形式.这些新的有序形式往往与量子力学特有的非局域性相关,并伴随着低能规范自由度的涌现.为此,有必要扩展传统的朗道理论范式,使我们对物质结构的认识提升到量子波函数的层次.     

层展论的旗手——菲利普•安德森

文章综述了理论物理学家菲利普?安德森的生平和科学成就。安德森的科学工作既紧密联系实验又有深刻的普遍意义。他对凝聚态物理有很多方面的具体贡献，如确立了一些核心概念或者范式，特别是对称破缺。他建议用对称性自发破缺解决粒子物理领域杨-米尔斯理论中的规范粒子质量问题，而他在自旋玻璃方面的工作对生物学和计算机科学也有影响。 安德森在层展论（笔者译自emergentism）的崛起中居功至伟，他强调高层次物质的规律不是低层次规律的应用。笔者认为还原论和层展论是硬币的两面，相辅相成。     

~(76)Ge和~(82)Se核中发射Majoron粒子的无中微子双β衰变

带有发射Majoron粒子的无中微子双β衰变(记作(Ovββ)_M~0)是(A,Z)→(A,Z 2) 2e~- M~0图1给出它的费曼图,其中M~0是由中间虚Majorona中微子发射的Majoron粒子,它是来自于球β-L(重子数-轻子数)对称性自发破缺的赝Goldstone玻色子.由于实验上这种衰变模式容易与2vββ衰变模式混淆而成为2vββ衰变的本底,因此为了区分它们,对(Ovββ)_M~0过程的研究变得重要起来.     

物质世界的对称性破缺 ——2008年诺贝尔物理学奖简介

由于对基本粒子物理学中的对称性破缺问题做出了重大理论贡献,美国芝加哥大学恩里科&#8226;费米研究所的美籍日本物理学家南部阳一郎（Yoichiro Nambu）、日本筑波高能加速器研究中心的小林诚（Makoto Kobayashi）和日本京都大学汤川理论物理研究所的益川敏英（Toshihide Maskawa）被授予2008年度的诺贝尔物理学奖。本文将简要介绍他们获奖的工作,以及与之相关但尚未解决的宇宙的物质-反物质不对称难题。     

质量起源和自然性问题

粒子物理中粒子质量的起源是一个很重要的基本问题.在粒子物理的标准模型中,粒子通过电弱对称破缺机制得到质量.近年来希格斯粒子的发现对于检验以及人们更深入地理解电弱对称破缺机制起到了里程碑的作用,但是理论中仍旧有一些重要的问题亟待解决,其中最关键的是如何稳定电弱对称破缺的能标,即所谓的自然性问题.为了解决这一问题,需要引入新物理来屏蔽高能标物理对希格斯粒子的质量修正.其中有两大类新物理模型可以解决希格斯的自然性问题:第一类是超对称模型,这类模型是通过费米和玻色子之间的对称性来消除希格斯质量的二次发散;第二类是复合希格斯模型,这类模型是通过希格斯的束缚态的特性来降低希格斯对高能标物理的敏感度.在超对称模型中,每一个标准模型场都会有一个超对称伴随子,这使得整个理论非常复杂,而复合希格斯模型却可以非常简单地解决自然性问题.本文首先综述标准模型中的希格斯机制以讨论希格斯的自然性问题;然后一般性地讨论超对称模型及其唯象;最后主要集中讨论复合希格斯模型,基于复合希格斯粒子物理模型,对解决希格斯自然性问题的理论挑战、研究现状以及解决方案进行详细阐述.     

利用近距离牛顿反平方定律实验探索洛伦兹不变性破缺效应

回顾了利用近距离引力实验探索洛伦兹不变性破缺效应的现状,并展望了其发展趋势.引力与物质的耦合极其微弱,近距离下牛顿反平方定律的实验检验是探索引力现象对广义相对论偏离的常用方法之一,其实验检验的基本原理是通过测量密度较大的2块薄金属片之间的引力相互作用随间距的变化,判断其是否满足牛顿反平方定律.在探索洛伦兹不变性破缺方面,通过测量2块薄金属片之间的非牛顿力的恒星时变化,可以检验标准模型拓展(SME)中包含黎曼曲率2次耦合的洛伦兹对称性破缺参数.分析表明近距离引力实验中,由于洛伦兹不变性破缺,2块有限平板间的非牛顿引力由边缘效应主导,尽管如此,现有的近距离引力实验对洛伦兹不变性破缺系数的限制仍能达到10?8 m2的水平.     

宇宙绳

现代的基本粒子理论认为在10~(15)～10~(15)GeV以上的能量,所有基本粒子的相互作用(除引力外)有相同的强度。这样的能量是远远超过粒子加速器的范围,而且能够检验这些概念的主要战场是大爆炸不久以后的早期宇宙。随着宇宙膨胀和从极高温度冷却下来,粒子相互作用间对称性出现了自发破缺,一般是分为几步,因此强力、弱力与电磁力变得不同。现代的基本粒子理论认为在10~(15)～10~(15)GeV以上的能量,所有基本粒子的相互作用(除引力外)有相同的强度。这样的能量是远远超过粒子加速器的范围,而且能够检验这些概念的主要战场是大爆炸不久以后的早期宇宙。随着宇宙膨胀和从极高温度冷却下来,粒子相互作用间对称性出现了自发破缺,一般是分为几步,因此强力、弱力与电磁力变得不同。     

破缺QCD理论中的1~(++→)Gq衰变

胶子可能有质量的问题已被不少人所研究。在文献[2]中我们提出了一种理论假定,即胶子通过定域规范对称性的自发破缺获得质量但胶子和层子的禁闭或准禁闭性仍然保持。我们把它叫做破缺QCD理论。本文将用破缺QCD理论计算的衰变率。在通常QCD     

一种新作用量的Eguchi-Kawai模型的Monte Carlo研究

近年来SU(N)格点规范理论大N极限的研究有了长足进展.Eguchi和Kawai在1982年提出,对于Wilson作用量,在大N极限下,可以把通常的格点模型简化为只有一个时空格点并保留周期性边界条件的简单型式。在Eguchi和Kawai的推导中,主要的假设是,对SU(N)规范群至少保持Z_n对称性不自发破缺。只有这样才能使开放的Wilson圈的期待值     

突变率的S_4对称破缺和终止密码子

文献[1,2]等曾就二联密码引用无义突变数和Hamming距离的概念,讨论了如何获得最优化密码的数学方法。由于在计算突变时未区别转换突变和颠换突变,故未能得出可和实际比较的有意义结果。事实上,如碱基U、C、A、G间具有严格的S_4置换群对称性,那么任两个碱基间具有相等的突变率,并且一个密码子的三个字母也没有区别。因此,64个密码子中任取若干个都是同权的,原则上无法区别哪些是终止密码。实际上碱基的突变率不具有严格的S_4对称性,它可分解为S_4不变的部分和S_4对称破缺的部分。我们可以只考虑S_4对称破缺的