规范场论学习笔记4—强子的电弱相互作用
(我还是只贴我看懂理解了的东西好了,中间有一些我并没有完全理解,于是先跳过写强子的电弱)
这一部分笔记会记夸克的电弱相互作用,CKM矩阵,以及与此相关的,历史上c夸克、b
t夸克的预言。
电弱相互作用的可重整化性
首先这是轻子这一章的最后一部分,虽然我没有完全理解,但是为了衔接性可以贴在这里。(跳过了基本的费曼规则部分抱歉hhh)
树图级别上的无穷大,一个简单的例子是 的反应,根据费曼规则,允许的图有下面三个。如果弱相互作用没有最右侧的中性 图的贡献,只计算左侧两个图的贡献的话,反应的截面在 的时候是会无限增加的。在加上最右侧的贡献后,这个无穷大会被消除。三者贡献之和与实验符合的很好。(这个其实和重整化没啥关系,但是也算是这个电弱理论的一个有力证据。)
对于消除圈图里的“反常”(anormaly),最简单的“反常”样式是像下图这样,一个费米子圈耦合两个矢量玻色子和一个轴矢量玻色子:
由于电弱作用是V-A,所以有可能出现这种反常。如果Lagrange量的相互作用项是按左手项与右手项分开,像这样的话:
其中 是规范群合适的表示。那么可以推出这种轴矢量的反常正比于:(不懂,认为它是对的)
其中左右手两部分的贡献为
对于电弱理论,可以推出仅有的反常正比于:
而根据Gelmann-Nishijima关系,要让:
目前的轻子,二重态只有左手存在:
也就是 。为了消除反常,一种方式是构建同样的右手二重态,这种方法并没有实验依据;而另一种更简单的方法则是引入强子。如果我们引入质子-中子二重态,则电荷数刚好抵消。但是事实上质子和中子并不是基本粒子,夸克才是。一对夸克的二重态:
会给出 ,并不足够抵消。但是如果对于每一对轻子,引入三对夸克二重态:
也就是夸克的三种颜色,那么反常就会被抵消。这是夸克有三种颜色的另一个有力证据。
RuR实验上AIM玻色子与夸克的一个新时轴束缚态的发现
慢慢开始搬运一些以前的东西吧。这个大概是在2019年1月左右写的。以魔法禁书目录和阿西莫夫的thiotimoline为基础,写了一篇在魔禁世界观内的论文。目前只完成了前两部分。
MOTIVATION
超能力的研究已有50多年的历史,其中对于AIM扩散力场的研究占了一大部分。AIM扩散力场,全称An
Involuntary Movement Diffusion
Field,是能力者于其身体周围无意识放出的场,而AIM玻色子,早在1970年作为AIM扩散力场的规范量子化场的激发粒子被预言
[1] 。由于其特殊性,只可能在充满AIM扩散力场的学园都市被探测到,其在实验上首次于2005年被DiR合作组发现
[2] 。它含有一个内禀的 自由度,表征该粒子携带的是何种类型的超能力。其中 略大于能力种类总数,因为有些种类的能力对应不止一种 玻色子,如电磁系能力对应 与 。通过实验测量含有虚 的圈图过程测得的 为
[3] 。理论预言 的质量至少是230 GeV ,由于 对称性破缺造成每种 的质量有微小差异,实验测得的几种 的质量如表1所示
[4] 。
念动力
GeV
电磁系
GeV
精神系
GeV
空间能力
GeV
风系能力
GeV
表1:实验测得的几种 粒子的质量。
表中显示 的质量大多在400
GeV附近,这使得该粒子的寿命极短,无法产生可观测的超能力现象。参考文献
[5] 预言, 可以与一对夸克与反夸克,通过交换胶子组合成相对较稳定的束缚态粒子,从而可以传递长程的超能力。因不同种的 所参与的相互作用形式与强度有微小差异,故其与不同种的夸克对组成的粒子性质也有差异,如大部分念动力是由 与 传递,即 与 或 组合成的超介子。有理论预言,未元物质即是 与三个 或 组合成的超质子与超中子作为原子核形成的稳定原子
[6] ,目前还没有得到证实。
随笔-紫罗兰永恒花园外传
昨天紫罗兰永恒花园外传-永远与自动手记人偶在国内上映了,虽说我之前在日本看过一次,但是昨天还是去看了两次,拿了三张特典色纸。稍微写一点分析。
首先前半部分特别百合,后半部分是主要叙事线(虽然你Violet仍然是直女但是也太会撩人了.jpg)
剧透警告
中间有一段说以前doll唯一幸福的路(はなみち)就是结婚然后隐退,感觉和后面Izabera联姻对应,因为之前看小说剧透说Izabera是喜欢上了Violet的,所以实际上Izabera并没有找到自己的はなみち这种感觉。
开场就是鸟的画面,后面也出现了很多很多次鸟,感觉已经是意象了,Izabera跳舞时候也在看,我觉得是Izabera想像鸟一样飞出牢笼,但是并没能成功,而是作为交换,让Teira飞出去了,Teira也有好几个场景是看着飞鸟,就像是Izabera出卖了自己换来了Teira的幸福一样。
结尾Teira做出选择不见Izabera我觉得有一个原因是姐妹俩地位不对等,Teira心中和姐姐在一起的记忆已经没有多少了,所以她其实并不知道自己在姐姐心中有那么重要。
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规范场论学习笔记3—电弱统一中的希格斯机制
上一篇讲到希格斯机制是在规范对称性自发破缺时产生的一种机制,它使零质量的Nambu-Goldstone玻色子被零质量的规范玻色子吸收,而产生有质量的规范玻色子。这一篇将会探讨具体的电弱统一理论——电磁相互作用与弱相互作用的统一——里的希格斯机制。它与费米子的Yukawa耦合还可以使费米子也获得了质量,正所谓“上帝粒子”的称号。赞叹一下希格斯机制是如此的漂亮.jpg
正文
我们首先只考虑轻子部分,强子参与的弱相互作用会在后面考虑。首先我们只考虑电子和电子中微子。对于其余两种轻子,在之后可以直接以相同方式加入进来。
如果中微子没有质量项 并且以光速运动,那么它的左旋态和右旋态将没有耦合,自然界的左旋中微子与右旋中微子将不会互相转换。实验发现 衰变里的反电子中微子均为右旋,由此可以合理假设所有自然存在的中微子都只有左旋态,反中微子只有右旋态。但是实际上由于近年间发现的中微子振荡等效应,中微子可能存在一个不为零的质量。这里先暂且忽略。
规范场论学习笔记2—自发对称性破缺
物理学极其重视对称性,上一篇笔记的规范不变性是局域变换对称性的思想产生的结果,而本篇将会从另一个角度:对称性破缺。我们将会看到自发对称性破缺会产生零质量玻色子,而考虑上一篇所讲的规范不变性的自发破缺,则会使这种零质量玻色子消失,而给规范粒子赋予质量。
自发对称性破缺
一般说到对称性指的都是精确对称性,但是自然界里有很多只是近似的对称性,比如同位旋对称性在强相互作用里对称,但是在电磁相互作用里却有极少量的破缺,导致质子和中子的不同。一般这种近似对称性的描述是在对称的拉格朗日量里加一个破坏对称性的微扰小量:
但是也有这种叫做自发对称性破缺的机制, 满足精确的对称性,但是由 得出的物理真空态却不满足。举个例子,一块处于临界温度之上的无限大铁磁体,它的每个自旋的指向都是随机的,满足局域的SO(3)旋转不变性,但是如果降到临界温度之下,它的能量最低状态(也就是真空态)是所有自旋朝同一方向排列,局域SO(3)旋转不变性被破坏,只剩下了SO(2)的不变性。再举个例子,如果系统的势能 的形式是:
这个势满足空间反射对称性 。在 时,势阱像下图左面一样,真空态在0处,对称性得到保证。但是在 时,势阱变成了下图右面这样。能量最低的物理真空态只能选择左右之一,这时对称性就发生了自发破缺。
随笔-冰雪奇缘2
昨天2019年11月22日冰雪奇缘2上映了,上映这两天就去看了两遍,倒是确实想写观后感但是感觉写不出太多。。随便写一些随笔好了。有剧透,希望黑幕能挡得住(不过没看过的还是不建议点开看)
总之就是,太好看了,吹爆!姐妹百合党一本满足,糖到处都是!官方真的太懂了!而且,整部剧里到处都是对冰1的neta,全都是回忆啊。
这两遍加起来发现的一些小细节,剧透警告!
首先是开头的迪士尼标准开场画面那里的音乐就已经是冰1的凿冰的音乐了,开场就是满满的回忆
四元素的本体想必也都能看出来,火灵小蜥蜴风灵盖尔水灵那匹马地灵巨人,四元素的形象从开场就出现了(指马和巨人),在Into
the
unknown里也有。刚看第一遍的时候还觉得这个巨人的出现纯粹是为了让Anna在失去Elsa之后还能够破坏大坝推动剧情,不然手无寸铁的Anna怎么也没法搞定,拿他过来作为地元素的象征也是一箭双雕了。
还有那个马,水灵的形象是马真的完全就是为了最后Elsa骑马归来的一个场景吧!!!
Arendelle的城堡周围都是Elsa的魔法造出的Elsa专属雪花图案
第二首歌Some things never change之前,Anna对Olaf说的是"I have you,
Elsa, Kristoff, Sven.",这个顺序果然是儿子的地位>老婆(不
这首歌也说明了这次事情是秋天,感恩节的时候。后面进森林之后有一个地方是说父母去世是六年前,所以应该是冰1的剧情发生的3年之后。
中间那里Elsa给第二个孩子造的那个六分仪,还皱眉了一下,有点难造hhh
这歌结尾的几句"I'm holding on tight to
you"分别是Anna对Elsa,Elsa对Anna,Olaf对Anna,Kristoff对Anna,Anna对家庭全员。(其实前半段的结尾也有一句是Anna对Olaf)
Anna敲门进Elsa房间的节奏还是熟悉的节奏!响起之后Elsa说请进,这段真的太感动了
你们俩这动不动就抱着一起睡,简直太尊い了
第三首歌Into the unknown的开头钢琴部分完全就是Do you wanna build a
snowman的开头啊(虽然是回来听歌才听出来的)
一家人进迷雾森林的时候有一段是Olaf大屏在说话,这时候最左面边缘的地方俩姐妹拉手还有小动作hhh你们俩是有多恩爱啊
Kristoff的这首Lost in the
woods怎么看都是和后面Anna失去Elsa时候的Next right
thing完全对应的,Kristoff对Anna的爱和Anna对Elsa的爱,Kristoff失去Anna就lost了,Anna失去Elsa还能next
step,不得不说Anna确实厉害。
这个地图,我记得冰1的时候有访谈说Arendelle的原型取自冰岛,那这个在冰岛北部的Atteholland就是北极洲?
【Update】根据这个影评 ,北方森林在挪威,大坝原型是挪威的阿尔塔大坝,Atteholland是斯瓦尔巴群岛,全世界距离北极点最近的陆地。
顺便在Elsa把Anna扔下的时候我看了一下时间,大概是影片开始一个小时之后。所以说那些说这部双女主双剧情线不是百合的,明明前面姐妹调情的时间要长的多(不是)当然即使分开了两条线也完全是串在一起的就是了。
Anna对Olaf的give me your hand和holding your
hand这也完全是冷笑话双关,give me your
hand这个双关我印象里在阿西莫夫的机器人小说里也出现过,机器人没理解它的原意“搭把手”而是把自己的手臂拆下来了。
Elsa冲向海里这里脱衣服,这脱了衣服之后Elsa纯粹就是光着加一层自己的魔法吧,hso
Pabbie预言时候说的是"When we see no future, we do the next right
thing"(不记得原词了但是是这个意思),这说明失去Elsa的Anna see no
future(妥妥的糖)
在Next right thing里面,Anna能爬山了,相比冰1的时候也成长了嘛。
被困34年,虽然能推出大坝落成的时间但是好像没什么意义。
片尾彩蛋最后出现了庆生短片里的小雪人们
规范场论学习笔记1—规范不变性
果然还是应该把博客拿来做笔记嘛,回归本职工作~
规范场论的前置知识大概是量子场论(心虚)但是其实我量子场论学的也是半懂不懂,就先勉强看一下看看能看懂到哪吧。。本文不是科普,需要前置知识,场论的科普的话我应该确实有心想做吧。。(但是得等我学会的之后才行.jpg)
目前我在看的这本书是《Gauge Theories of the Strong, Weak, and
Electromagnetic Interactions》——Chris Quigg。
规范不变性
规范不变性起源于一个很自然的想法。在经典场论里,如果场量是复数,那么我们很自然的可以给全空间的场量做一个相位旋转变换,这一操作不会改变任何可观测到的物理结果。再比如,在强相互作用里,质子与中子是同位旋空间的两个正交态,同位旋空间可以用SU(2)群表示。与强相互作用有关的实验表明,强相互作用对这两种状态是完全等价的,如果没有电磁相互作用这一破坏对称性的相互作用的情况下,所谓“质子”态和“中子”态完全是人为规定的,其内部没有任何区别。也就是,如果我们在一个时刻选定一个初始状态并称其为“质子”态或者称其为“中子”态,那么根据之后的演变以及历史,可以将每一点处哪个方向是“质子”态哪个方向是“中子”态全部确定下来。
但是,量子场论里由于有狭义相对论的融入,这一点显得并不那么显然。我在一个局域处选定质子/中子态,它应该与另一个人在其他地方选定的标架没有关系。也就是理论上应该可以在空间每一点独立选定一个标架,这些标架之间通过变换联系。类比回之前的复数场量的例子,就是并不是做全局旋转 ,而是在每个点的旋转相位都不一样:
这就是所谓的定域规范变换,简称规范变换 。我们后面可以看到,一个规范变换会产生出一个零质量的Goldstone玻色子,如果我们再给这个玻色子规定一个动能项,那么这就是一个规范粒子 。规范变换在麦克斯韦电磁学里自然地被满足,而在QED里,上述的相位旋转规范变换会产生出光子 。
相位旋转变换U(1)群是Abel群,也就是其群元可交换。而后Yang(杨振宁)与Mills等人将这一理论推广到了非Abel群,也就是所谓的非阿贝尔规范变换。上面的质子/中子同位旋SU(2)群就是一个例子。
Lisani北京repo
2019年11月9日与10日,スフィア首次来到了北京(应该是首次来大陆),参与了BICAF漫展办的LisAni北京的live,以及漫展第二天的talk
show。Live其余嘉宾还有春奈るな、22/7、Liyuu、Machico、新田恵海。虽然我只熟悉Sphere,但是还是挺爽的。回来写一个repo。
d1的live,我凌晨过去排到的是第二排正中(头图),然后进去和另两位朋友去了Music
ray'n的摊第一个参与了配音体验活动,不得不说体验活动确实挺不错,而且夏色奇迹本身我也很喜欢。图在底下。
LisAni北京的话,sphere是压轴确实在意料之中(虽然到一半左右才去想了一下谁压轴)我是穿着sphere十周年巡演的t的,希望台上能看到。。。然后live本身也没啥好repo的。。就是我正好坐在那个风火轮厄介的后面,后来emi的时候我都没法往前看只能看侧面大屏幕,幸好他sphere的时候没厄。setlist在下面,上来就叮咚叮咚和moon
signal太爽了。附近sphere粉确实少,虽然我右前方有几个日本人也在振sphere不过喊hai
huhu什么的时候附近都没人喊就我一个喊hhh
罗氏几何简介与游戏HyperRogue推荐
前段时间在
小石
同学的安利下玩了一款叫HyperRogue的游戏,这是一个在双曲平面上的roguelike,著名的一个非欧几何——罗巴切夫斯基几何。于是想介绍一下罗氏几何,与推荐一下这款游戏,能更直观的体验非欧几何的魅力。
本文主要数学内容来自【俄】诺尔金的《罗巴切夫斯基几何学初步》。
欧几里得几何学
几何学起源于遥远的远古时代,大约在公元前七百年从古埃及传入古希腊后,几何也开始发展成为一门科学。最为重要的是,在那里,演绎推理与公理法被应用到了几何上,最著名的就是公元前4,3世纪的欧几里得(Euclid)所著的《几何原本》,至今仍是优秀的推荐大家去看一看的书籍。
公理体系的本身是由不加定义的 概念与不加证明 的公理开始的。为了解它们的必要性,几何学中的定义可举例如下:由同一点出发的两条射线所构成的图形称为角。但是为了定义角的概念,用到了点,和自该点出发的射线的概念。我们是不是也要给点和射线下定义呢?我们确实能找到这样的定义:自已知点出发的射线,是指所有在通过已知点的直线上,并且位于该已知点的一侧的点的集合。但是,这个定义中又有新的概念,“通过点的直线”和“位于一侧”。显然这样的方法不可能无限进行下去,所以我们必须给定一些没有定义的概念作为体系的基础。在几何学里,留下的基本概念是“点 ”“直线 ”“平面 ”“属于 ”“介于 ”“合同 ”。