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弱电统一理论维特曼证明弱电统一规范理论的可重整性

2022/07/15135 作者:佚名
导读:弱电统一规范理论的可重整性是由荷兰乌德勒支大学维特曼(M.Veltman)教授的博士生特·霍夫特(G.’tHooft)于1971年给出证明的。维特曼从1968年起就研究规范理论的重整化问题。他发现:当令矢量粒子的质量等于零时,他从有质量规范理论导出的结果,不能回到已经确立的无质量理论。他想不出为什么会有这种怪现象。维特曼仔细地核对了自己的计算,并更新了方法重新进行推导,最后他终于证明了人们通常的看

弱电统一规范理论的可重整性是由荷兰乌德勒支大学维特曼(M.Veltman)教授的博士生特·霍夫特(G.’tHooft)于1971年给出证明的。维特曼从1968年起就研究规范理论的重整化问题。他发现:当令矢量粒子的质量等于零时,他从有质量规范理论导出的结果,不能回到已经确立的无质量理论。他想不出为什么会有这种怪现象。维特曼仔细地核对了自己的计算,并更新了方法重新进行推导,最后他终于证明了人们通常的看法是对的,即一个靠手放进去规范粒子的质量的杨-米尔斯理论是不可重整的。而且有质量的矢量介子有三个极化自由度,无质量的只有两个极化自由度。多余的这个自由度引起了奇怪的现象.

就在这时,特·霍夫特成了他的研究生。他给特·霍夫特建议了几个选题,特·霍夫特都不感兴趣。特·霍夫特想要一个特别困难的、富有挑战性的题目。维特曼同他谈到了自己正在做的规范理论重整化的问题,但他觉得这个题目对特·霍夫特不合适。一个原因是特·霍夫特将会在一个没有人感兴趣的领域上工作。另一个理由是这问题太难,维特曼自己也还不会做。特·霍夫特听了这些介绍非常感兴趣,认为这正是自己要找的挑战性的工作。由于特·霍夫特有过关于对称性自发破缺方面的一些研究经验,他把标量多重态引入了杨-米尔斯理论,实际上重新发明了希格斯机制。他很快就证明了,通过对称性自发破缺使矢量玻色子获得质量的杨-米尔斯规范理论是可以重整的。维特曼听了他的结果之后,最初有些怀疑。刚好,维特曼设计了一套程序,可以用计算机进行复杂的解析运算。他验算了特·霍夫特的结果,发现它完全正确,这使维特曼极为惊讶。他一直想要的一个物理上现实的、有质量矢量玻色子的可重整化的理论终于找到了。

他安排了特·霍夫特于1971年夏天在阿姆斯特丹的一次高能物理会上给出了一个报告,但与会代表并没有完全相信这一结果。这是因为,特·霍夫特采用的所谓“路经积分”方法,人们认为数学上存在一些含混之处。此外,特·霍夫特是一个不知名的研究生,似乎不是能够解决困扰了许多主要的场论专家近二十年的难题的人。1972年美籍韩国理论物理学家本杰明·李(B.W.Lee)以人们更熟悉的数学工具重新证明了这个结果。李一直从事规范场理论的研究,完成过一些很有影响的工作。他的权威性使人们相信了特·霍夫特的结论:规范玻色子通过希格斯机制获得质量的规范理论是可以重整化的,因此是一个物理的现实的理论。

在这以后,温伯格和萨拉姆的文章重新引起了人们极大的兴趣。温伯格的文章在1967到1970年之间只有一次被引用。而到1973年,一年被引用的次数高达162次。人们除了计算更高阶微扰修正外,许多还尝试构造替代模型。一般的做法是:选择更大的统一群,更复杂的对称性破缺方案以及不同的多重态的安排。怎样来判断一个模型优于另一个模型呢?温伯格在1974年的一篇评论文章中提出了两个标准:一个是自然,另一个是现实。所谓的自然是指理论中包含的参量不是手放进去的,而是可以计算的。所谓的现实,是指理论的预言能得到实验的支持。温伯格在文章中指出:“我们需要一个理论既是自然的又是现实的。迄今,这一点远没有做到。”

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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