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半自旋粒子作为相互作用的媒介会阻止量规对称性并被禁止吗?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-05-02 05:39:46

自旋半粒子或旋量粒子根本不能作为规范粒子工作。规范粒子必须是整数自旋玻色子的原因深深植根于潜在的相互作用物理。在我们的宇宙中,经典的可观测力——电磁力和引力——本质上是矢量。这意味着需要方向和大小来完全描述这些力。

半自旋粒子作为相互作用的媒介会阻止量规对称性并被禁止吗?

经典电磁场的量子化产生了调节带电物质粒子(如电子、正电子和部分夸克)之间相互作用的量子场。由于潜在的力场是一个矢量,它的量子化必然导致另一个矢量-光子。光子是量子化电磁场的量子化激发。它是自旋为1的玻色子。换句话说,它是一个矢量玻色子。

出于同样的原因,人们还预测,被称为引力子的假想粒子具有整数自旋。经典引力场是由爱因斯坦的广义相对论描述的,它由里奇张量和应力-能量张量组成,应力-能量张量为2阶张量。GR的量子化将导致引力的量子场理论。在这个量子理论中,时空的曲率本身是量子化的。曲率的量子化激发是自旋2的重子。

就希格斯玻色子而言,不幸的是,人们没有一个经典的类比来理解它自旋为零的真正原因。我们仍然可以通过定性的论证来深入了解它。在标准模型中,希格斯现象是唯一已知的赋予手性旋量质量的物理机制。无质量旋量具有固定的手性,因此称为手性旋量。

这种机制需要希格斯场与手性旋量的耦合——希格斯场通过在一定能量以下自发破缺的非交换规范对称获得非零真空期望值。希格斯玻色子是希格斯场的量子化激发。这整个机制完全是量子力学的但我们知道在经典世界中质量是一个标量所以直观上说希格斯玻色子应该是自旋为零的玻色子或标量。
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