粒子物理中的各种对称性及其应用

讨论了粒子物理中轻子和强子对称性,强和弱相互作用及相应的质量和寿命对称性,量子方程对称性,衰变和碰撞等各种对称性及其应用和统一及对称性破缺.     

关于动力学自发破缺对称性的评论

S.Coleman 和E.Weinberg 在他们一篇被普遍地引用的论文中证明:无质量标量粒子在同电磁场相互作用下,由于辐射修正,可以使标量粒子变成带质量的,矢量场也变成带质量的,其结果是有质量的标量粒子同有质量的矢量粒子。这是对称性的自发破缺的一个典型例子。辐射修正可以引起系统的对称性的自发破缺,这一般称为对称性的动力破缺。在现在广泛引起注意的自发破缺规范场理论中,这种机制可以避免引入外加反符号的质量项的Higgs 标量,许多作者对此作了不少研究。     

对称性破缺狭缝中Lennard-Jones流体的相平衡

利用密度泛函理论并结合改进的基本度量理论研究了对称性破缺狭缝间Lennard-Jones(L-J)流体的相态结构.首先,根据L-J流体受限于对称性破缺狭缝中的吸附-脱附等温线以及相应的巨势等温线获得不同条件下L-J流体的相图,进一步研究了对称性破缺程度、狭缝间距以及狭缝与流体间相互作用等因素对L-J流体相平衡特征的影响.结果表明,流体层化转变和毛细凝聚的临界温度、临界密度和临界相区域等相态特征与这些因素密切相关.研究结果可为进一步揭示对称性破缺约束条件下L-J流体的相平衡及聚集态结构提供可能的理论依据.     

破缺对称性

本文对物理学中的破缺对称性及其引起对称性破缺的机理进行讨论和分析,同时还介绍了在规范理论中占重要地位的自发破缺对称性.     

Π+t介子衰变过程的研究

顶夸克的大质量问题暗示了新的动力学的存在,可能与电弱动力学破缺有关.Glashow-Weinberg-Salam理论虽然在描述电磁相互作用和弱相互作用当中取得了巨大成功,然而电弱破缺机制仍然不清楚,因此探索这一机制将是理论研究和未来高能对撞机的共同的重要任务之一.要想找到质量之源,我们必须找出电弱破缺机制和味对称破缺机制.标准Higgs模型建立在规范群SU(3)C SU(2)W U(1)Y基础之上,通过Higgs机制使电弱对称性自发破缺,但是却不能解释质量起源问题,而且标量场中还存在平庸性和不自然性两大问题.Technicolor模型是由Weinberg和Susskind引入…     

通过味改变过程探测TC2理论中的中性toppion介子

电弱对称性动力学破缺理论 ,例如ＴＣ(Ｔｅｃｈｎｉｃｏｌｏｒ)理论 ,是解决电弱对称性破缺机制问题的重要候选者 .其中一种比较现实的ＴＣ模型是Ｔｏｐｃｏｌｏｒ辅助的Ｔｅｃｈｎｉｃｏｌｏｒ(ＴＣ2 )模型 ,它同时解决了重的顶夸克问题 .在ＴＣ2理论中 ,电弱对称性破缺主要由Ｔｅｃｈｎｉｃｏｌｏｒ部分产生 ,ＥＴＣ相互作用给出所有普通夸克和轻子质量 ,也产生顶夸克质量的很小一部分 ,Ｔｏｐｃｏｌｏｒ对电弱对称性破缺也有贡献 ,同时 ,贡献出顶夸克质量的大部分 .ＴＣ2理论最重要的预言是 ,在几百个ＧｅＶ能量区域内 ,存在着三个赝哥尔…     

对称性破缺及其应用——纪念李政道、杨振宁获诺贝尔物理学奖50周年

对称性是物理学中的一个重要概念。在物理学的时空世界中,不同种类的粒子、不同种类的相互作用、整个复杂的自然界,包括人类自身,都是对称性破缺的产物。对物理学中的对称性破缺理论进行了深入的分析,并探讨了对称性破缺在生物学中的应用。     

强子对撞机上中性top-pion介子产生过程(pp(pp-)→Π0tΠ0t,bΠ0t)的研究

描述电弱相互作用的电弱统一模型即Glashow-Weinberg-Salam( GWS)模型和描述强作用的量子色动力学(QCD)组成了粒子物理学中的标准模型(SM).迄今为止,它是大家普遍承认的最好的描述弱、电、强3种相互作用的理论,大量实验成功地验证了这一模型.但是,其电弱理论中为产生电弱对称性破缺而引入的Higgs粒子,至今仍未在高能物理实验中发现,电弱对称性破缺(EWSB)机制还不清楚.因此,人们认为:电弱对称性破缺机制问题很可能涉及超出标准模型的新物理,并为最终解决质量起源问题提供线索.这个问题是当前粒子物理中最重要的问题之一,也是当前和未来高能对撞机,尤其是强子对撞机的重要研究内容之一.     

强子对撞机上中性top-pion介子产生过程(pp(p)→Π_t~0Π_t~0,bΠ_t~0)的研究

描述电弱相互作用的电弱统一模型即Glashow-Weinberg-Salam(GWS)模型和描述强作用的量子色动力学(QCD)组成了粒子物理学中的标准模型(SM).迄今为止,它是大家普遍承认的最好的描述弱、电、强3种相互作用的理论,大量实验成功地验证了这一模型.但是,其电弱理论中为产生电弱对称性破缺而引入的Higgs粒子,至今仍未在高能物理实验中发现,电弱对称性破缺(EWSB)机制还不清楚.因此,人们认为:电弱对称性破缺机制问题很可能涉及超出标准模型的新物理,并为最终解决质量起源问题提供线索.这个问题是当前粒子物理中最重要的问题之一,也是当前和未来…     

量子拉比模型中的对称性与对称性破缺研究

量子拉比模型(QRM)是描述物质与光相互作用最简单的模型之一.本文发现在存在对称性的拉比模型中,偏置的引入将破坏模型的对称性,系统出现标度行为;通过引入一个新的伊辛相互作用,模型的对称性将重新修复.发现这种对称性与对称性破缺规律性的结论在N态量子拉比模型同样存在.     

Henon方程多解计算的分歧方法

运用Liapunov--Schmidt约化和对称破缺分歧的方法,计算了Henon方程边值问题的多个具有不同对称性的数值解．     

SU(3)×U(1)弱电统一模型中的Higgs粒子

本文先给出一个对称性破缺前不仅左、右对称,而且中微子(或反中微子)与荷电轻子、反轻子的弱作用也相同的SU(3)×U(1)模型,然后对Higgs自作用势的自发破缺、Higgs粒子的性质和作用进行了详细的讨论,并得出了各Higgs粒子的质量。     

变质量相对运动动力学系统的对称性与守恒量

研究了变质量相对运动动力学系统的Noether对称性、Lie对称性与守恒量,给出了对称性导致守恒量的条件以及守恒量的形式,最后举例说明结果的应用。     

变质量Birkhoff系统的Lie对称性与绝热不变量

研究变质量Birkhoff系统的对称性问题.采用嵌入质量法建立了变质量Birkhoff系统的基本原理、运动方程和小扰动方程.并讨论了该系统的Lie对称性,研究在无限小变换下该系统的对称性摄动,构造了s阶绝热不变量,给出了绝热不变量存在的条件和形式.最后,举例说明结果的应用.     

典型微扰力学系统的近似Lie对称性、近似Noether对称性和近似Mei对称性

利用3种近似对称性方法(近似Lie对称性法、近似Noether对称性法和近似Mei对称性法)研究典型微扰力学系统的一阶近似对称性和近似守恒量。结果表明, 利用近似Lie对称性法找到的6个一阶近似对称性和近似守恒量与利用近似Noether对称性法找到的相同, 而利用近似Mei对称性法只能找到其中5个一阶近似对称性和近似守恒量。     

Coupling of spin and orbital motion of electrons in carbon nanotubes

Electrons in atoms possess both spin and orbital degrees of freedom. In non-relativistic quantum mechanics, these are independent, resulting in large degeneracies in atomic spectra. However, relativistic effects couple the spin and orbital motion, leading to the well-known fine structure in their spectra. The electronic states in defect-free carbon nanotubes are widely believed to be four-fold degenerate, owing to independent spin and orbital symmetries, and also to possess electron-hole symmetry. Here we report measurements demonstrating that in clean nanotubes the spin and orbital motion of electrons are coupled, thereby breaking all of these symmetries. This spin-orbit coupling is directly observed as a splitting of the four-fold degeneracy of a single electron in ultra-clean quantum dots. The coupling favours parallel alignment of the orbital and spin magnetic moments for electrons and antiparallel alignment for holes. Our measurements are consistent with recent theories that predict the existence of spin-orbit coupling in curved graphene and describe it as a spin-dependent topological phase in nanotubes. Our findings have important implications for spin-based applications in carbon-based systems, entailing new design principles for the realization of quantum bits (qubits) in nanotubes and providing a mechanism for all-electrical control of spins in nanotubes.     

相空间中非完整力学系统的对称性与非Noether守恒量

在增广相空间中研究非完整约束力学系统的对称性与守恒量。建立了系统的运动微分方程；给出了系统的Noether对称性、Lie对称性和Mei对称性的判据；研究了三种对称性之间的关系；得到了相空间中非完整约束力学系统的两类非Noether守恒量——Hojman守恒量和Mei守恒量，研究了对称性和守恒量之间的内在关系。文末，举例说明结果的应用。     

Spontaneous macroscopic magnetization at the superconducting transition temperature of YBa2Cu3O(7-delta)

A noteworthy feature of the high-temperature superconductors is the unconventional symmetry of the superconducting order parameter. Several experiments have established that the order parameter has a four-fold d(x2 - y2) symmetry under rotation of the lattice (the order parameter of conventional superconductors is, in contrast, isotropic). An intriguing and much debated possibility is that, in certain cases, an additional imaginary component might be present, having an isotropic s-wave or d(xy) symmetry. A consequence of a complex order parameter of the form d(x2 - y2) + id(xy) is that it would break both reflection (parity, P) symmetry and time-reversal (T) symmetry, a clear signature of which would be the spontaneous appearance of a macroscopic magnetization at the superconducting transition temperature. Broken T symmetry has been reported, but searches for the effects of combined P and T symmetry breaking have so far yielded null results. Here we report the observation of a weak (approximately 10(-5) gauss) magnetic field that appears spontaneously at the superconducting transition temperature of epitaxial thin films of YBa2Cu3O(7-delta). The magnetic signal originates near the edges of the samples. One interpretation for this observation is that the order parameter carries an intrinsic angular momentum, related to the breaking of P and T symmetries, but other possibilities cannot yet be excluded.     

Birkhoff系统的Mei对称性与动力学逆问题

研究Birkhoff系统Mei对称性的动力学逆问题的提法和解法.首先列出Birkhoff系统的Mei对称性的确定方程、结构方程以及Mei对称性导致的Mei守恒量.其次,给出Birkhoff系统Mei对称性逆问题的两种提法和相应的解法,并举例说明结果的应用.     

Benney方程的对称和群不变解

主要讨论Benney方程的一些对称以及与这些对称相应的单参数不变群的群不变解。Benney方程直接求解较困难．这里将其某些类型的求解转化为常微分方程,首先讨论了Benney方程的一些对称及其李代数,接着给出了与这些对称相应的单参数不变群,然后利用对称约化给出Benney方程的相应于这些单参数不变群的群不变解。对于Benney方程这一不易直接求解的高阶偏微分方程,文章利用了对称约化这种与微分几何密切相关的方法,给出了其一些特殊的解。