請問粒子的內稟屬性及其起源是什麼?

時間 2021-05-30 23:35:32

1樓:Trivial

電荷起源於U(1)整體對稱性,考慮乙個復標量場, 對於復標量場做乙個變換,這裡是乙個常數不依賴於座標,相當於對於乙個場在每一點都做乙個同樣的轉動,不難看出,通常拉式密度

在這種變換下不發生變化。注意這裡U(1)整體對稱性是內部對稱性,也就是說這個變換完全是場的變換而不是外部時空的變換(洛倫茲變換,平移什麼的),所以叫做內部對稱性。而且只有當是固定的值的時候才可以依據諾特爾定理給出守恆荷電荷,之所以叫U(1)是因為變換構成乙個U(1)群,也可以推廣它到高維比如什麼的,對應於同位旋守恆(但不嚴格)什麼的。

通常我們不加區分將整體對稱性也叫做規範對稱性,不過這麼叫有時會引起歧義,比如電動力學學過規範對稱性有很多,那麼為什麼不能依據諾特爾定理給出守恆荷?

注意,規範對稱性通常指的是局域的,也就是上面的如果依賴於座標x,那麼它稱作規範對稱性,它並不是物理系統真實的對稱性,而且也不會給出守恆荷(諾特爾第一定理要求必須是整體對稱性,局域的沒有守恆荷),因為規範不變性實際描述的是冗餘的資訊,規範對稱性相聯絡的兩個態並沒有本質的區別(實際上,很多問題都是由於規範對稱性這一套語言引發的,比如量子化規範場的時候就必須固定規範,還會出現鬼場什麼的)而且這個時候也必須引入協變導數才可以構造規範不變的拉式密度。所以,其實我覺得把電荷認為是規範對稱性產生的守恆荷是很誤導的,不如改為電荷是物理場整體對稱性產生的守恆荷,而且通常現在很多物理學家都稱規範對稱性為規範結構,而不叫規範對稱性了。

扯遠了,總結一下,電荷起源於物理場的整體對稱性,自旋起源於洛倫茲不變性,關於質量起源於希格斯機制也只限於很侷限的粒子,比如傳遞弱相互作用的W, Z玻色子。

2樓:楊曉堃

同意樓上觀點,另外,質量不是來自希格斯粒子,是希格斯粒子破缺賦予了波色粒子(就是W,Z,和光子)質量項,決定了質量有多大。質量這種內並屬性還是洛倫茲不變性決定的。

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