自发对称性破缺

扫地僧说课程 2024-08-30 17:20:34
自发对称性破缺(Spontaneous Symmetry Breaking, SSB)是一个从统计物理学和凝聚态物理学中发展起来的重要概念,后来在粒子物理学和宇宙学中也找到了广泛的应用。这一概念最初与描述物质如何从对称的高温状态过渡到低温下的非对称状态相关,特别是在解释铁磁性和超导性等现象时发挥了关键作用。 历史背景与理论发展 朗道理论: 列夫·朗道在1937年提出的相变理论中引入了序参量的概念,用以描述物质状态在经历相变时对称性的变化。这个理论为后续的自发对称性破缺提供了理论基础。 金斯堡-朗道理论: 1950年,金斯堡和朗道提出了详细描述超导相变的金斯堡-朗道理论。在这个理论框架下,超导序参量在低于临界温度时自发获得非零值,展示了自发对称性破缺的典型例子。 粒子物理学中的应用: 在粒子物理学中,自发对称性破缺(SSB)的概念是理解基本粒子质量的起源和粒子相互作用的基础。这一概念尤其在希格斯机制的提出和标准模型的形成中发挥了核心作用。 1.希格斯机制的引入: 1964年,物理学家彼得·希格斯、弗朗索瓦·恩格勒和罗伯特·布劳特独立提出了希格斯机制。这个机制说明了如何在不违反规范对称性的前提下,通过希格斯场的非零真空期望值给予W和Z玻色子质量。这是通过一个复标量场(希格斯场)的自发对称性破缺实现的,其结果导致了质量的产生。 2. 规范对称性和质量生成: 在标准模型中,电弱相互作用由SU(2)×U(1)规范对称性描述。希格斯场与这些规范场相互作用,并通过自发对称性破缺机制使得部分规范玻色子(W和Z玻色子)获得质量,而光子保持无质量。这一过程是通过希格斯场的非零真空期望值实现的,该值在希格斯势能的最小值点取得。 3. 希格斯玻色子的发现: 2012年,欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(LHC)实验宣布发现一种新粒子,后确认为希格斯玻色子。这是对希格斯机制的直接实验证明,也是标准模型的重大成功之一。 4. 对称性破缺与宇宙学: 在宇宙学中,自发对称性破缺还被用来解释宇宙早期的一些基本现象,如宇宙的冷却和扩张可能导致的对称性自发破缺,这些过程可能与宇宙的相变和暴涨期有关。 物理意义与影响 自发对称性破缺不仅解释了多种凝聚态系统中的相变现象,如铁磁性和超导性,还在高能粒子物理学中发挥了核心作用。在标准模型的构建中,它是解释基本粒子质量起源的关键机制。此外,它也在宇宙学中有重要应用,比如在描述宇宙早期的相变过程中。 总之,自发对称性破缺是一个跨学科的核心概念,它不仅连接了凝聚态物理、粒子物理和宇宙学,而且对我们理解自然界的基本力和基本粒子的性质具有深远的意义。通过这个概念,物理学家能够更深入地探讨和理解宇宙的基本结构和演化。 在粒子物理学中,自发对称性破缺(SSB)的概念是理解基本粒子质量的起源和粒子相互作用的基础。这一概念尤其在希格斯机制的提出和标准模型的形成中发挥了核心作用。 影响与未来研究 自发对称性破缺不仅在粒子物理学中提供了一种解释粒子质量的机制,而且为进一步的理论探索提供了基础,如超对称理论、弦理论等更加深层次的物理理论。未来的研究可能会探索希格斯场与暗物质、暗能量以及其他未知领域的潜在联系。 总体来说,自发对称性破缺在粒子物理学中的应用极大地丰富了我们对物质基本组成和宇宙早期状态的理解,是现代物理学中一个不可或缺的重要概念。
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评论列表
  • 2024-09-26 23:55

    粒子双缝干涉条纹不可能是稀奇玄妙,都是自然的必然!!!电子光子都是带电的。材料边缘宏观电中性,亚原子微观有正电区也有负电区密集分布,受引力的和受斥力的大量光子当然会分裂成条纹,单个粒子位置唯一确定,大量粒子位置是一个分布。没有粒子同时穿越两条缝的需要和可能。边缘衍射条纹是同样的道理。………水波/沙丘波都不是波,是物质质量运动。———(1) 研究沙粒的质量能量位置运动,一切清清楚楚明明白白,有确定性,是物理。(2) 研究沙丘波想干什么?不清楚不明白,没有确定性,是数学当物理搞骗。波是多余的虚幻概念,无质量也没用力作用也没有能量。无源场电磁波也是著名的虚幻。研究鸡毛颜色(波与场)能认知鸡(物质)的运动吗?

  • 2024-09-26 23:54

    波与场的研究都是数学当物理,捉影弄鬼之术:::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/沙丘波到处都有,都是质量的运动罢了,研究鸡毛的颜色(波与场)能认知鸡(物质)运动规律吗?还有波粒二象性??以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是笑话是什么??? ………场::只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?……地球场给你引力,你给地球场引力,然后地球场给地球引力。这是笑话!!!~~~场与波都是捕风捉影之法,意义很小,破坏巨大。……伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,感应接受也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应,用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的有用的数学方法,质量与力才是宏观微观物质世界的唯一根本,两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害牛顿何益?

  • 2024-09-26 23:53

    理论物理学进展缓慢(倒退)的原因::: (1)有不少观念认为,先创造假说~再验证证明,就是科学。这其实是一种悖论斯坦式两头骗术!!!假说认知自然有任何成功先例吗?数字文字概念符号包括几何公设(黎曼欧几里得),都是经验的理想化抽象(所谓形而上学当然也是唯物主义),不预测任何真实,用于表达真实。与假说根本不同。………光速不变预测真实冒充公设,它不仅创造假说,还违背相对速度公理。(2)悖论斯坦的号称证明也是骗术!!!自然规律是全称命题,象万有引力定律一样,证伪当然有效,证明/证实当然无效,一天证明10000次也没用。牛顿自然哲学的观点是观测归纳,还是必要充分真实的归纳,严肃地反对创造假说!!!创造假说号称证明,是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖的狂妄骗术。祸害时空观,祸害质量能量引力物理概念,祸害自然认知方法。。。 (3)悖论斯坦骗术已经成了一种十分强大的科学时髦。假打弄成比真打更迷人,实在是恐怖和难以理解的!!! (4)倒退是指创造假说泛滥,攻击已有物理公理物理概念和认知方法,以认知进化否定绝对真理,祸害哲学。 ………花钱鼓吹骗子重要?批判骗子不需要?这是祸害子孙祸害国家!

  • 2024-09-26 23:53

    万能骗术无底洞:::——— 无中生有解释稀奇,你能证有吗?永远不可能。你能证无吗?永远不可能(时空无限,号称科技没达到)。解释稀奇号称证明,虽然是(悖论)骗,但你只好被迫证伪/无,进入万能骗术无底洞!!!

  • 2024-09-26 23:54

    证明真理/理论是不是骗术???真理理论是无法验证的。作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明10000次,有用吗???实验只是证明了具体现象真。号称证明公理,假说冒充公设,肯定都是骗。所有自然规律都是对过去的观测归纳,未来是不变的,这个不可能知道原因,只能信任自然。为自然存在(有无)找原因也都是骗。真理不证自明无法证明,需要验证的理论是骗,号称证明理论也是骗!!!——相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前没有人类的观测,月亮不运动吗???引力有没有???都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。

  • 2024-09-26 23:54

    搞假说不是科学!骗子都喜欢创造假说:::概念马,不是真马,也不是假说,是唯物主义形而上学,用于表达真马!想知道能不能趟过一条河,观测归纳就行了。搞假说想干啥???证明能过河当然是骗。“光速不变”是地地道道的猜测真实,是创造假说,违背相对速度自然真理,当然已经有效证伪!!!黎曼几何公设是形而上学,不稀奇,不是假说,无中生有的创造假说必然是骗!———不知道哪个骗子能用10000个假说认知自己的后脑勺???………物理宇宙处处不同时刻不同,绝对时空无法改变。数学相对时空是虚幻是近似。

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