超对称性

一引言基本粒子的对称性理论包括时空对称性和内部对称性两方面.虽然对这两方面都有过很多研究工作,但以前关于对称性问题的讨论有一定局限性,使人们还可能没有揭露出基本粒子的某些基本对称性质。例如,以前所研究的对称性都是玻色子和玻色子之间的对称性,或费米子和费米子之间的对称性,而没有讨论费米子与玻色子之间可能存在的对称性。另一个问题是人们还没有成功地把内部对称性与时空对称性非平凡地结合起来,组成更大的对称群。这两个问题是互相有联系的。实验事实指出在玻色子与费米子之间可能存在着某种对称性。先看强子方面.我们知道介子的质量谱和重子的质量谱大体上是相似的,介子的作用强度与重子的作用强度也是一致的。当用层子模型来描述强子相互作用时,(?) BM 顶角图(B代表重子,M 代表介子)和MMM 顶角图的差别仅在于“旁观”层子不同,而顶角中起作用的部分是一致的,因此,(?) BM 顶角和MMM 顶角具有明显的对称性。此外如电荷半径、形式因子等性质对于介子和重子也是相似的。因此,系统地探讨玻     

一类Schwinger-Dyson方程解的存在性

Schwinger-Dyson方程是量子场论中格林函数之间的一般关系,主要用于研究量子场论中的非微扰问题,如动力学手征自发对称性破缺等.本文研究描述费米子传播子的非线性Schwinger-Dyson方程,通过构造算子方程的上下解,证明了Schwinger-Dyson方程正解的存在性.     

QCD真空凝聚与夸克,胶子相互作用的非微扰三点顶角函数

利用格林函数方法,借助于固定点规范条件,导出了ＱＣＤ物理真空中夸克,胶子凝聚对夸克,胶子三点相互作用顶角的修正,得到了非微扰夸克,胶子相互作用行为奠定了基础。     

超对称谐振子

对称性是指系统的物理量在某一对称变换下具有不变性。因此,对称性与守恒量有着密切联系。物理学中的对称性,事实上意味着某种不可观测量。如果人们原来认为是不可观测的量,后来被实践证明可以观测了,则相应的对称性也就破坏了。根据粒子的统计性质,可分为玻色子和费米子两大类。如果玻色子和费米子之间存在对称性,粒子物理世界将是怎样一个图象呢?因此,物理学家大胆地引入了超对称性。在超对称条件下,具有不同内部自旋的粒子(标量介子、矢量介子、自旋1/2费米子等)结合到一个多重态中去。即可用超对称变换(超规范变换)将费米子与玻色子互相交换。这样,在超对称物理中,费米子和玻色子互为超对称伙伴。作者仿照Bose谐振子的形式:H_B=(ω_B/2){α~+,α},并考虑到费米子具有不同的统计规律,构造了Feremi谐子:H_F=(ω_F/2){b~+,b).利用超对称性,进一步构造了超对称谐振子的哈顿量:H=H_B+H_F.为了讨论方便,令ω_B=ω_F=ω,则:H=ω(α~+α+b~+b)。通过对比,找到了超对称谐振子的湮灭、产生算符的具体形式:其中是归化系数。     

物质的对称性、超对称性与大质量标度

研究了CP破坏、超对称性粒子与宇宙早期的关系,提出自然界的反粒子有2类：三代夸克,轻子及Ｗ±１,Ｚ０,γ的反粒子;与上述粒子具有超对称性的信使伴子.每个费米子有一个玻色子超对称性“信使伴子”,每个玻色子也有一个费米子超对称性“信使伴子”,且这些超对称性“信使伴子”都有很大的质标,并向10¹⁵　GeV延伸,填补了大爆炸后ｍＴ＝１．７５×１０²～１０^１４　ＧｅＶ（或1015　GeV）的空缺,对暗物质的研究也将起到重要作用.     

微腔对玻色子-费米子混合体系隧穿动力学的影响

从光学微腔与双阱中玻色子—费米子混合凝聚体耦合体系的薛定谔方程出发,推导出了粒子数算符以及光子数算符随时间演化的表达式,构造出系统有效的经典哈密顿量,利用数值方法和图示法研究了系统的动力学行为.通过相图发现玻色子和费米子的相互作用以及费米子之间的相互作用能够影响相对粒子数差随时间的变化;光学微腔能使系统稳定点增多,运动模式增加,混沌加剧.     

我国科学家发现打破常规分类的新型费米子

近日英国《自然》杂志发表一项拓扑物态研究领域的重大突破,中国科学院物理研究所的研究团队发现三重简并费米子,这是首次发现的打破常规分类的新型费米子,为固体材料中电子拓扑物态研究开辟了全新的方向. 组成宇宙的基本粒子可分为玻色子和费米子.费米子是构成物质的原材料,而玻色子传递作用力.现有的理论认为,宇宙中或存在三种类型的费米子:狄拉克费米子、外尔费米子和马约拉纳费米子.科学家们也一直在尝试寻找传统理论中所没有的新型费米子.     

无质量Thirring模型的能谱和临界耦合常数

众所周知,弱电相互作用的统一理论已取得极大的成功,但理论还存在着唯象的一面.首先值得提问的是:理论中导致自发对称性破缺的Higgs场的物理实质究竟是什么?一种看法认为Higgs场乃是背景场的唯象描述,它起因于更基本的相互作用.近年来有不少人致力于这方面的研究,探索了玻色子场与费米子场的内在联系. 由于(1 1)维的场论模型具有简单性和可解性的特点,本文将从(1 1)维的场论模型着手探讨玻色子场和费米子场的内在联系.我们具体地讨论了无质量流-流自耦合型的Thirring模型.§1讨论了(1 1)维旋量场论中的连续对称性与标量场论中的平     

受微扰的二维各向同性谐振子系统的守恒量

采用扩展的P-S方法.首先,假定受微扰的二维各向同性谐振子系统存在守恒量;其次,分别用未知函数R,S去乘以恒为零的1-形式的微分式;然后,通过比较各系数求得未知函数R和S.由此求得了受微扰的二维各向同性谐振子系统的两守恒量I1和I2.研究并讨论了微扰系统守恒量的物理意义.结果表明,二维各向同性谐振子在受到微扰后,由于对称性的降低,其守恒量也发生了变化,在Lagrange体系中,其对称性与守恒量的关系可由Noether定理给出.     

编内费米子反物质和"编外"玻色子反物质对称性的讨论

对夸克、轻子等费米子和“编外”具有反夸克性质,反轻子性质的玻色子间的对称性作了讨论;讨论了反夸克,反轻子与“编外”玻色子中反夸克,反轻子间的对称规律,并对编内反重子及“编外”玻色子构成的反重子的不同性质进行了比较,分析了它们之间规律性的异同。     

电子在磁埸中运动的对称性

本文在普遍讨论电子在磁场中运动对称性的基础上,较详细地讨论电子在二维磁场中运动的对称性,采用把一个算符分解为具有玻色子、费米子性质的产生算符和消灭算符组合的方法,同时计算出相对论和非相对论情况下电子在二维均匀磁场中的能量。此外,对具有确定宇称的三维磁场中运动电子的对称性也作了讨论。     

极性-非极性晶体中的极化子

本文讨论平面分界的极性-非极性晶体中的极化子。在绝热近似下,用微扰法导出了电子在极性-非极性晶体中的有效哈密顿量,进而分析了表面极化子存在的可能性。     

泛函积分与sine-Gordon-Thirring模型的相结构

本文研究了具有杂质耦合的一维量子sine-Gordon-Thirring模型的相结构。应用微扰和非微扰泛函积分方法推导了有限温度下的的有效势，分析了弱耦合和强耦合情况下的共存相的稳定性。发现当费米子为排斥势(g>0)时不能形成稳定相，费米子为吸引势(g<0)时，可以形成稳定相。     

微扰力系统一阶近似守恒量与对称性研究

提出了用泊松括号求一阶近似守恒量的方法,将微扰力学系统的Hamilton函数看成是未受微扰作用系统的Hamilton函数和微扰项两部分组成.先根据未受微扰作用力学系统的特点选择一种合适的方法求得其精确守恒量,再利用泊松括号和偏微分方程的性质求得守恒量的一阶微扰项,最后根据Noether对称性、Lie对称性和Mei对称性性质,求得与一阶近似守恒量相应的一阶近似Noether对称性、近似Lie对称性和近似Mei对称性.研究了受微扰作用的二维各向同性谐振子的一阶近似守恒量和近似对称性,得到了系统的3个一阶近似守恒量及它们相应的一阶近似对称性.结果表明,与3个一阶近似守恒量相应的一阶近似对称性既是近似Noether对称性,又是近似Lie对称性,也是近似Mei对称性.     

一种可能的轻子与夸克完全对应的[SU(2)_L×U(1)]_(ws)×U(1)_Ⅱ~2模型

文中引进右旋中微子单态,以使轻子与夸克完全对应,而与实验不相矛盾。同时,引入可能的轻子与夸克的第四“代”,以构成四“代”模型。从具有对称性的L出发,讨论了轻子与夸克的质量关系,并予言了上夸克的可能的质量。得出规范玻色子的质量公式及其与费米子的相互作用形式,理论结果包含了Weinberg-Salam模型的结果,保持了中微子无质量等特性。     

阶梯算符方法在稀薄费米气体热力学性质研究中的应用

从量子力学算符代数关系出发,引入阶梯算符将系统能量算符表达式简化,导出非对易相空间二维谐振势场中稀薄费米气体的能级公式.给出稀薄费米气体的化学势、内能和热容量依赖于非对易效应参数λ的函数关系.探讨非对易相空间效应对稀薄费米气体热力学性质的影响.     

一维简谐势阱中多分量量子气体的密度泛函理论

借用密度泛函方法并结合局域密度近似和Bethe ansatz精确解结果,研究了玻色费米混合物及旋量玻色气体在束缚于一维简谐外势下时各分量的混合与相分离。结果表明,玻色费米混合物会随着玻色-玻色、玻色-费米原子间排斥相互作用的增强,出现费米子被排斥在势阱中心之外的玻色费米部分相分离现象,当排斥相互作用趋于无限强时,玻色费米混合物的基态能量和总密度与所有原子都费米化的情况相一致;自旋-1玻色气体在密度-密度排斥和反铁磁自旋交换相互作用下会出现配对玻色子和极化玻色子相分离的现象,在强作用下,各自的密度分布曲线分别趋近于玻色-玻色对的TG气体和标量玻色TG气体,而中心密度随相互作用强度的变化呈非单调性。     

亚夸克模型,轻子型夸克和一种简单的夸克-轻子结构模型

基于最简洁的ｒｉｓｈｏｎ亚夸克模型,讨论了由此可以组成的各种玻色子和费米子。这可以导出轻子型夸克及一些新粒子,进而提出一种简单的夸克－轻子复合结构的动力学模,如此可以不引入色,并与已知的粒子质量关系,衰变道一致,最后,简单探讨了中微子有质量的某些总是春与相对论的关系。     

非平坦时空中相对论性的玻色子和费米子

在背景度规ds2=u2(x)(-dt2 dx2) dy2 dz2下,本文研究相对论性的玻色子和费米子,得出了相应于Klein-Gordon方程和Dirac方程的连续性方程.当u(x)是奇函数时,体系的哈密顿算符H具有空间反演不变性,宇称守恒.对于特殊情况u(x)=ex,计算出了玻色子和费米子的本征波函数.     

极化率“几何平均值”分析与三维强关联费米子系统的相分离

提出用粒子数密度极化率的“几何平均”刻画强关联费米子系统的非高斯关联效应. 先用准高斯近似方法求出巨热力学势的参数方程表达形式, 再讨论一般热力学性质. 对称性幺正费米子系统的基态能量与理想无相互作用的基态能量的比值给出了普适常数 的定义, 利用准高斯近似方法得到的x = 4/9, 与部分实验或蒙特卡罗结果精确一致. 对于极化的幺正费米子基态, 物理化学势能通过一个非线性变换与无相互作用费米气体的费米动能相联系. 三维幺正费米子相分离的状态方程给出了临界极化比率dC与普适常数x的解析关系： dC = [1-（1-x ）6/5]/[1＋（1-x ）6/5]. 所得临界极化率dC ≈ 0.34与实验精确一致, 而且基态能量标度函数 与蒙特卡罗数值模拟行为符合.