搜寻磁单极

斯坦福大学的一位科学家潜步追踪基本磁粒子。头四个月悄然无事。极为小巧的斯坦福大学地下实验室中,与一台神奇仪器相联的长图记录仪持续不断地在缓缓展开着的记录纸带上描记出等长的平直蓝线条。后来,1982年2月14日下午1时53分,确实有了情况,某种东西使指针眺动起来。这是物理     

非Abel规范场单极动量矩算子的构成

非Abel规范场的’tHooft、BPST类粒子解的同步对称性——在空间转动与内部同位旋同步调地转动下保持不变的性质,提供了探讨时空自由度与内部自由度连系的重要线索。最近,杨振宁根据与O(2)磁荷类比,写出了SU(2)磁单极的、满足各物理量对易法则的O(5)角动量算符。本文从对称性出发明显地推导出并阐明了这算符的结构,文中统一处理了O(3)及O(5)对称性。第一节先写出N维欧空间E_N中G=O(N)规范场的一个同步对称无源(点奇异除外)解——O(N)单极的同步转动产生子,将之按不改变同步法线方向的局部稳定子群分     

SO_3与SU_2破缺规范理论中的磁单极

1.通常的电磁理论中,电磁场是电荷位相变换群U_1的规范场,磁单极是电荷的对偶荷。然而,无论从弱作用和电磁作用的统一理论或从强作用的对称性理论来看,电荷规范群不过是某个更大对称群的某个U_1子群。因而,自然需要讨论一般规范理论中U_1子群的磁单极问题。其中最简单的情形就是SO_3和SU_2破缺规范理论中的磁单极。近年来,文献中对这类问题的     

电与磁对偶的双重协变规范场

引进磁荷三重规范场,与电荷三重规范场对偶地结合为双重Lorentz协变的规范场。求得中心对称静电场与静磁场解。电荷与磁荷互相对偶。     

磁单极及其对质子衰变的催化作用

存在磁单极是大统一理论的基本结论。近年来的理论研究表明,磁单极具有许多奇妙的性质,其中最令人惊奇的是它可以催化质子衰变。《磁单极及其对质子衰变的催化作用》一文按理论发现和实验发现的顺序,力图用规范群的几何直观概念,介绍了磁单极及其对质子衰变的催化作用,同时也提出与讨论了现有的理论结构和实验结果中有待进一步搞清的问题。     

银心和星系核的磁单极模型

改进后的暴涨宇宙学认为,宇宙极早期的相变时期Higgs场的急剧振荡和热涨落将可能产生极微量的磁单极(m_m～10~(16)m_p,对于无色磁单极而言,磁荷g_m=3hc/2e)。按照Parker、Lazarides等人的分析,宇宙极早期遗留的磁单极数目与核子总数之比ζ_0(≡(N_m/N_B)_0)(?)10~(-20±1)。     

规范场

1984年12月,杨振宁和米尔斯亲临北京参加“杨振宁-米尔斯场学术会议”。会议期间,本刊记者李顺祺拜访了杨振宁和米尔斯,米尔斯欣然应允为本刊写一有关规范场的专文。现将此文特载如下,以飨读者。     

规范场纲领

规范场论是粒子物理标准模型的理论基础。文章简述了规范场的基本概念和起源,并运用初等数学和微积分知识,从函数变换的角度初步解释了规范场的思想。最后评述了规范场论对自然科学和社会科学的影响。     

规范场浅谈

《规范场浅谈》介绍了推动粒子物理获得重大进展的这一最新理论     

磁单极的奇异势及其量子化条件的推广

在经典力学的范畴中,使用矢势来讨论磁场是方便的。困难的是,在包含磁单极(磁荷为g)的区域中,我们却不能按通常的方法引入矢势。为了解决这一难题,Dirac于1931年引入了单弦奇异势,尔后Schwinger引入了双弦奇异势。由于不存在规范变换将它们联系起     

磁单极和颜色生成元整体定义的可能性

最近,Nelson和Manohar指出,在G→SU(3)×U(1)的大统一理论中,当磁单极的磁荷不是3g_0(g_0是Dirac单位磁荷)的整数倍时,SU(3)颜色生成元不能在大球面上整体定义。Sudarshan等人指出,当存在非阿贝尔磁流时某些未破缺对称变换的整体定义存在拓扑障碍。他们又分析了这种拓扑障碍在物理上造成的困难,因此颜色生成元能否整体定义是一     

含一任意标量函数或泛函的主丛和非阿贝尔规范理论

我们在文献[1]中讨论了Minkowski时空M~4上的Kaluza型理论,考虑了M~4上含有一个任意标量函数或泛函的U_1主丛所描述的各种U_1规范理论的物理内容。本文讨论非阿贝尔规范理论的情形,利用含有一个任意标量函数或泛函的主丛的Riemann几何,讨论并推广了非阿贝尔规范理论,由丛上的测地线方程导出了检验粒子的规范荷     

关于杨-米尔斯场的场强、源和规范势

1.本文继资料[1]进一步讨论在有外源情况下场强和源决定规范势的条件。我们将场强及外源进行分类,对每类讨论规范势解的情况,总结起来有两种情况:一是规范势的各分量能从场强、源有关的代数方程解出,这时只要将这些解出的量代入场及源的方程,如果适合,那末便是规范势。而在这种情况下,规范势的解最多不超过四个,往往是唯一的。另一种是必须讨论解一个未知函数的微     

规范场的向量丛理论

1.规范场与纤维丛的内在联系,已有许多作者论及.不过,一般只强调规范场与主丛的关系,然而,这是不够的.例如,在通常的破缺规范理论中,Higgs场属于规范群G作用的某一向量空间(例如同位旋空间等等).显然,应该考虑物理时空     

银河系中心黑洞模型失效和磁单极存在的天文观测证据

首先,从2013年在银心附近发现反常强的径向磁场出发,指出如此强大的径向磁场必然阻挡银心外围吸积盘的等离子体物质进入银心内区,因而从银心方向观测到的大量辐射(射电、红外、X-ray)不可能是由吸积物质产生的.由此推断流行了近半个世纪的银河系中心黑洞模型是非物理的;其次,本文论证了利用迄今已知的最有效的发电机理论无法产生如此强大的径向磁场.这两个矛盾表明:必须寻找新的有效模型.近年来的这一系列天文观测现象都正好同在15年前发表的文章《含磁单极超巨质量的活动星系核模型》中的5个重要预言(而且在定量上)基本相吻合.这是目前唯一给出正确定量预言的模型.特别是,模型中预言的银心方向的径向磁场(这是排它性的预言)同2013年的测定在定量上相当好地符合.因此银心附近发现的反常强的径向磁场这个观测事实可能具有两个重大意义:银河系中心的黑洞模型是非物理的;它可能是(粒子物理学预言的)磁单极存在的强烈天文观测证据.     

地球物理矢量场磁测技术的研究进展

矢量磁测技术是工程和环境地球物理勘探中最有效的方法之一,与传统总场强度或总场梯度测量相比,可同时获取地磁场模量大小和方向信息,有效减少反演中的多解性,有助于对磁性体的定量解释,获得更多更准确的反映场源的信息,提高目标体的探测分辨率和定位精度.本文根据不同应用环境,介绍了地面矢量磁测、井中矢量磁测、海洋矢量磁测、航空矢量磁测及卫星矢量磁测等技术的应用情况和技术特点,综述了各矢量磁测仪器装备的国内外研究现状.最后,分析了矢量磁测技术的发展趋势,即由单一的总场或总场梯度测量,转向为多信息的矢量场测量或多参量测量;从低效率、探测深度浅的地面磁测转向高效率航空、大深度井中或深海目标体的快速定位与探测,并逐步发展为地面、井中、海洋、航空、卫星联合磁测和解释.通过各磁测技术和方法的优势互补,提高地球物理磁场测量精度和反演分辨率.     

规范场与重力场的统一作用量

本文用主纤维丛给出规范场分别与Einstein重力场(GR)及Einstein-Cartan重力场(EC)的统一作用量,文献[1,2]曾讨论过第一个问题、但有不确切之处,本文进行了澄清,并给出第二个问题的处理。     

杨振宁引力规范场的平面类波解

杨振宁引力规范场在无源时的方程为Einstein场方程在无源时为习知,Einstein场方程在真空情况下不存在真正的引力平面解。虽然某些人称某些引力波为平面波,但那不是真正的平面波,而是因为它具有平面电磁波的许多对称性。但在杨振宁场方程中情况却不同,本文导出了它存在平面解,并且准确地求出了平面类波解。这些类波解可以分为两大类,一类是类时的,一类是类空的,并不存在类光的平面类波解。     

从麦克斯韦到杨振宁——规范场发展史简论

物体间相互作用的研究是粒子物理的重要内容。人们最早注意到的是反映物体间相互作用的宏观现象,并总结出了万有引力定律     

Fe-氧化物薄膜的室温低场正磁电阻和高场负磁电阻

采用对靶溅射技术制备了多相共存的Fe-氧化物薄膜. X射线衍射和X射线光电子能谱的测试表明薄膜存在有多相: Fe, Fe₃O₄, γ-Fe₂O₃, FeO. 高分辨透射电子显微镜结果表明薄膜由柱状颗粒结构组成, 其中核心是未氧化的Fe, 外壳为Fe的氧化物. 在室温时, 低场正磁阻和高场负磁阻共存于Fe-氧化物薄膜中, 利用壳层模型给出了初步解释. 非线性电流-电压曲线和光生伏特效应进一步验证了薄膜的隧穿电导特性.