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手徵對稱性破缺

九月 23, 2023

在粒子物理學裏，手徵對稱性破缺（chiral symmetry breaking）指的是強相互作用的手徵對稱性被自發打破，是一種自發對稱性破缺。假若夸克的質量為零（這是手徵性（chirality）極限），則手徵對稱性成立。但是，夸克的實際質量不為零，儘管如此，跟強子的質量相比較，上夸克與下夸克的質量很小，因此可以視手徵對稱性為一種「近似對稱性」。

在量子色動力學的真空裏，夸克與反夸克彼此會強烈吸引對方，並且它們的質量很微小，生成夸克-反夸克對不需要用到很多能量，因此，會出現夸克-反夸克對的夸克-反夸克凝聚態，就如同在金屬超導體裏電子庫柏對的凝聚態一般。夸克-反夸克對的總動量與總角動量都等於零，總手徵荷不等於零，所以，夸克-反夸克凝聚的真空期望值（vacuum expectation value）不等於零，促使物理系統原本具有的手徵對稱性被自發打破，這也意味著量子色動力學的真空會將夸克的兩個手徵態混合，促使夸克在真空裏獲得有效質量。[1]:669-672

根據戈德斯通定理，當連續對稱性被自發打破後必會生成一種零質量玻色子，稱為戈德斯通玻色子。手徵對稱性也具有連續性，它的戈德斯通玻色子是π介子。假若手徵對稱性是完全對稱性，則π介子的質量為零；但由於手徵對稱性為近似對稱性，π介子具有很小的質量，比一般強子的質量小一個數量級。這理論成為後來電弱對稱性破缺的希格斯機制的初型與要素。[1]:669-672

根據宇宙學論述，在大霹靂發生10-6秒之後，開始強子時期，由於宇宙的持續冷卻，當溫度下降到低於臨界溫度KTc≈173MeV之時 ，會發生手徵性相變（chiral phase transition），原本具有的手徵對稱性的物理系統不再具有這性質，手徵對稱性被自發性打破，這時刻是手徵對稱性的分水嶺，在這時刻之前，夸克無法形成強子束縛態，物理系統的有序參數反夸克-夸克凝聚的真空期望值等於零，物理系統遵守手徵對稱性；在這時刻之後，夸克能夠形成強子束縛態，反夸克-夸克凝聚的真空期望值不等於零，手徵對稱性被自發性打破。[2][3]

參閱 编辑

註釋 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 Peskin, Michael; Schroeder, Daniel. An introduction to quantum field theory Reprint. Westview Press. 1995. ISBN 978-0201503975. 
  2. ^ Povh, Bogdan; Klaus Rith, Christoph Scholz, Frank Zetsche. Particles and Nuclei: An Introduction to the Physical Concepts 6th, illustrated. Springer. 2008: pp.324ff. ISBN 9783540793670. 
  3. ^ Scadron, M. D.; Zenczykowski, P. Chiral Phase Transitions. Hadronic Journal. 2002, 25: pp. 639–654 [2012-09-30]. （原始内容于2018-11-07）. 

參考文獻 编辑

  • Gell-Mann, M.; Lévy, M., The axial vector current in beta decay, Il Nuovo Cimento, 1960, 16: 705–726, Bibcode:1960NCim...16..705G, doi:10.1007/BF02859738 

九月 23, 2023
手徵對稱性破缺, 在粒子物理學裏, chiral, symmetry, breaking, 指的是強相互作用的手徵對稱性被自發打破, 是一種自發對稱性破缺, 假若夸克的質量為零, 這是手徵性, chirality, 極限, 則手徵對稱性成立, 但是, 夸克的實際質量不為零, 儘管如此, 跟強子的質量相比較, 上夸克與下夸克的質量很小, 因此可以視手徵對稱性為一種, 近似對稱性, 在量子色動力學的真空裏, 夸克與反夸克彼此會強烈吸引對方, 並且它們的質量很微小, 生成夸克, 反夸克對不需要用到很多能量, 因此, 會出. 在粒子物理學裏 手徵對稱性破缺 chiral symmetry breaking 指的是強相互作用的手徵對稱性被自發打破 是一種自發對稱性破缺 假若夸克的質量為零 這是手徵性 chirality 極限 則手徵對稱性成立 但是 夸克的實際質量不為零 儘管如此 跟強子的質量相比較 上夸克與下夸克的質量很小 因此可以視手徵對稱性為一種 近似對稱性 在量子色動力學的真空裏 夸克與反夸克彼此會強烈吸引對方 並且它們的質量很微小 生成夸克 反夸克對不需要用到很多能量 因此 會出現夸克 反夸克對的夸克 反夸克凝聚態 就如同在金屬超導體裏電子庫柏對的凝聚態一般 夸克 反夸克對的總動量與總角動量都等於零 總手徵荷不等於零 所以 夸克 反夸克凝聚的真空期望值 vacuum expectation value 不等於零 促使物理系統原本具有的手徵對稱性被自發打破 這也意味著量子色動力學的真空會將夸克的兩個手徵態混合 促使夸克在真空裏獲得有效質量 1 669 672根據戈德斯通定理 當連續對稱性被自發打破後必會生成一種零質量玻色子 稱為戈德斯通玻色子 手徵對稱性也具有連續性 它的戈德斯通玻色子是p介子 假若手徵對稱性是完全對稱性 則p介子的質量為零 但由於手徵對稱性為近似對稱性 p介子具有很小的質量 比一般強子的質量小一個數量級 這理論成為後來電弱對稱性破缺的希格斯機制的初型與要素 1 669 672根據宇宙學論述 在大霹靂發生10 6秒之後 開始強子時期 由於宇宙的持續冷卻 當溫度下降到低於臨界溫度KTc 173MeV之時 會發生手徵性相變 chiral phase transition 原本具有的手徵對稱性的物理系統不再具有這性質 手徵對稱性被自發性打破 這時刻是手徵對稱性的分水嶺 在這時刻之前 夸克無法形成強子束縛態 物理系統的有序參數反夸克 夸克凝聚的真空期望值等於零 物理系統遵守手徵對稱性 在這時刻之後 夸克能夠形成強子束縛態 反夸克 夸克凝聚的真空期望值不等於零 手徵對稱性被自發性打破 2 3 參閱 编辑大统一理论 希格斯機制 明顯對稱性破缺註釋 编辑 1 0 1 1 Peskin Michael Schroeder Daniel An introduction to quantum field theory Reprint Westview Press 1995 ISBN 978 0201503975 Povh Bogdan Klaus Rith Christoph Scholz Frank Zetsche Particles and Nuclei An Introduction to the Physical Concepts 6th illustrated Springer 2008 pp 324ff ISBN 9783540793670 引文使用过时参数coauthors 帮助 引文格式1维护 冗余文本 link Scadron M D Zenczykowski P Chiral Phase Transitions Hadronic Journal 2002 25 pp 639 654 2012 09 30 原始内容存档于2018 11 07 引文格式1维护 冗余文本 link 參考文獻 编辑Gell Mann M Levy M The axial vector current in beta decay Il Nuovo Cimento 1960 16 705 726 Bibcode 1960NCim 16 705G doi 10 1007 BF02859738 online copy 取自 https zh wikipedia org w index php title 手徵對稱性破缺 amp oldid 78425329, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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