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希格斯機制獲“磁顫”概念全新詮釋

發(fā)布時間：2024-6-28來源：青島市科學(xué)技術(shù)局點擊：返回列表

科技日報北京6月10日電 （記者張夢然）奧地利維也納大學(xué)物理學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團隊，利用“磁顫”概念，重新詮釋了賦予基本粒子質(zhì)量并引發(fā)相變的希格斯機制。該成果發(fā)表在新一期《物理評論快報》上。
 
新研究的基礎(chǔ)是量子場論（QFT）——專注于描述粒子及其在亞原子層面相互作用的概念。研究團隊開發(fā)了一種稱為“磁顫”的圖形工具，它總結(jié)了定義QFT的所有信息，從而清晰直觀地顯示粒子場或其他物理量之間的復(fù)雜相互作用。
 
團隊探索了各種“超對稱量子場論”中的穩(wěn)定基態(tài)（真空）。這是一種沒有粒子或沒有任何激發(fā)的最低能量配置。這些量子場論類似于真實的亞原子粒子物理系統(tǒng)，但具有某些便于計算的數(shù)學(xué)特性。
 
團隊用圖形工具標示了量子場、場之間的相互作用（如強、弱相互作用或電磁相互作用），以及相互作用下場的帶電方式，并嘗試用“磁性”描繪意想不到的量子特性。這個新方法提供了一種可視化和分析復(fù)雜量子現(xiàn)象的實用方法。
 
基于線性代數(shù)的計算證明：磁共振可衰變?yōu)楦€(wěn)定的狀態(tài)或裂變?yōu)閮蓚€獨立的共振。這些轉(zhuǎn)變?yōu)榱孔訄稣撝械南８袼箼C制提供了新的理解，即量子場論要么衰變?yōu)楦唵蔚牧孔訄稣摚戳炎優(yōu)楠毩⒌牧孔訄稣摗?/span>
 
團隊核心成員表示，希格斯機制解釋了基本粒子如何通過與遍布整個宇宙的希格斯場，進行相互作用并獲得質(zhì)量。粒子在空間移動時會與該場“互動”。沒有質(zhì)量的粒子通常以光速移動，然而當它與希格斯場“互動”時，它會“黏附”在該場上并變得遲緩，從而導(dǎo)致其質(zhì)量的顯現(xiàn)。因此，希格斯機制是理解宇宙基本構(gòu)成要素和力量的關(guān)鍵概念。
 
新的算法可以自主運行，不需要外部輸入。這一成果受物理學(xué)啟發(fā)而來，但與數(shù)學(xué)研究息息相關(guān)。它們?yōu)榱孔诱婵盏膹?fù)雜、相互交織的結(jié)構(gòu)，提供了基本且普遍有效的描述，代表了數(shù)學(xué)和物理學(xué)兩個領(lǐng)域的重大進步。 

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