Duch (fyzika) - Ghost (physics)

Teorie kvantového pole
Feynmanův diagram
Dějiny
Pozadí Teorie pole Elektromagnetismus Slabá síla Silná síla Kvantová mechanika Speciální relativita Obecná relativita Teorie měřidla
Symetrie Symetrie v kvantové mechanice C-symetrie P-symetrie T-symetrie Symetrie překladu prostoru Symetrie překladu času Rotační symetrie Lorentzova symetrie Poincarého symetrie Symetrie měřidla Explicitní narušení symetrie Spontánní narušení symetrie Teorie Yang – Mills Noether poplatek Topologický náboj
Nástroje Anomálie Přechod Efektivní teorie pole Očekávaná hodnota Pole duchů Faddeev – Popovští duchové Feynmanův diagram Teorie mřížky LSZ redukční vzorec Funkce oddílu Propagátor Kvantování Regulace Renormalizace Stav vakua Wickova věta Wightmanovy axiomy Feynmanova parametrizace
Rovnice Diracova rovnice Klein-Gordonova rovnice Proca rovnice Wheeler – DeWittova rovnice Bargmann – Wignerovy rovnice Joos – Weinbergova rovnice Weylova rovnice
Standardní model Stav kvantového vakua Kvantová dynamika Kvantová termodynamika Kvantová elektrodynamika Elektroslabá interakce Kvantová chromodynamika Higgsův mechanismus Virtuální částice
Neúplné teorie Kauzální dynamická triangulace Příčinné fermionové systémy Kauzální sady Konformní teorie pole Diracké moře Poruchová teorie Teorie dvourozměrného konformního pole Teorie kvantového pole v zakřiveném časoprostoru Teorie tepelného kvantového pole Topologická kvantová teorie pole Kvantová geometrie Poloklasická gravitace Odstředivá pěna Teorie strun Teorie superstrun M-teorie Supersymetrie Supergravitace Technicolor Teorie všeho Kanonická kvantová gravitace Kvantová gravitace Smyčka kvantové gravitace Smyčková kvantová kosmologie Teorie skrytých proměnných Teorie objektivního kolapsu
Vědci Adler Anderson Být Bogoliubov Colemane Callan DeWitt Dirac Dysone Fermi Feynman Fierz Fock Fröhlich Gell-Mann Goldstone Hrubý Heisenberg 't Hooft Jackiw Jordán Landau Závětří Lehmann Mandelstam Majorana Nambu Parisi Polyakov salám Schwinger Skyrme Stueckelberg Symanzik Tomonaga Veltman Weinberg Weisskopf Weyl Wilczek Wilson Witten Yang Yukawa Zimmermann Zinn-Justin

V terminologii kvantová teorie pole, a duch, pole duchů, částice duchůnebo měřidlo duch je nefyzické stát v teorie měřidel. Duchové je nutné držet měřidlo invariance v teoriích, kde místní pole překračují počet fyzických stupně svobody.

Například v elektrodynamika, aby byl zachován manifest Lorentzova invariance, jeden používá čtyři komponenty vektorový potenciál ${ displaystyle A _ { mu} (x)}$ vzhledem k tomu, že foton má pouze dvě polarizace. Člověk tedy potřebuje vhodný mechanismus, aby se zbavil nefyzických stupňů svobody. Jedním ze způsobů, jak dosáhnout tohoto cíle, je představení fiktivních polí, duchů.

— Ludvig Faddeev^[1]

Pokud je daná teorie zavedením duchů konzistentní, jsou tyto stavy označeny jako „dobré“. Dobří duchové jsou virtuální částice které jsou zavedeny pro regulace, jako Faddeev – Popovští duchové. Jinak „špatní“ duchové teoreticky připouštějí nežádoucí nevirtuální stavy Duchové Pauli – Villars které zavádějí částice se zápornou kinetickou energií.

Dobří duchové

Faddeev – Popovští duchové

Duchové Faddeev – Popov jsou cizí anticommuting pole které jsou zavedeny za účelem zachování konzistence cesta integrální formulace. Jsou pojmenovány po Ludvig Faddeev a Victor Popov.^[2][3]

Goldstoneovy bosony

Goldstoneovy bosony jsou někdy označovány jako duchové. Hlavně, když mluvíme o mizení bosony z spontánní porušení symetrie z elektroslabá symetrie skrz Higgsův mechanismus. Tyto dobrý duchy jsou artefakty upevnění měřidla. Složky podélné polarizace W a Z bosony odpovídají Goldstonovým bosonům spontánně zlomené části elektroslabé symetrie SU (2) ⊗U (1), které však nejsou pozorovatelné. Protože je tato symetrie měřena, tři potenciální Goldstoneovy bosony neboli duchové jsou „sežráni“ třemi měřicí bosony (Ž^± a Z) odpovídající třem nefunkčním generátorům; toto dává těmto třem měřicím bosonům hmotnost a související potřebný třetí stupeň polarizace volnosti.^[4]

Špatní duchové

„Špatní duchové“ představují další, obecnější význam slova „duch“ v teoretické fyzice: stavy negativní normy,^[5] nebo pole se špatným znaménkem kinetický termín, jako Duchové Pauli – Villars, jehož existence umožňuje pravděpodobnosti záporné tedy porušovat jednotnost.^[6]

Duchové částice mohly získat symetrii nebo ji rozbít v měřidlových polích. Částice „dobrého ducha“ ve skutečnosti získají symetrii změnou „upevnění měřidla Lagrangian "v transformaci měřidla, zatímco špatné částice duchů narušují symetrii tím, že vnášejí neabelský G-matice, která mění symetrii, a to byl hlavní důvod pro zavedení kovariantních a kontrariantních derivací měřidla.

Duch kondenzátu

Tato část má několik problémů. Prosím pomozte vylepši to nebo diskutovat o těchto otázkách na internetu diskusní stránka. (Zjistěte, jak a kdy tyto zprávy ze šablony odebrat) Tato sekce potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. (Ledna 2017) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) tento článek vyžaduje pozornost odborníka na fyziku. Přidejte prosím důvod nebo a mluvit parametr k této šabloně pro vysvětlení problému s článkem. Fyzika WikiProject může pomoci s náborem odborníka. (Květen 2015) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

A duch kondenzát je spekulativní návrh, ve kterém duch, vzrušení pole se špatným znamením kinetického členu, získá hodnota očekávaného vakua. Tento jev se zlomí Lorentzova invariance spontánně. Kolem nového stav vakua, všechna excitace mají pozitivní normu, a proto jsou pravděpodobnosti pozitivní určité.

Máme skutečný skalární pole φ s následující akcí

${ displaystyle S = int d ^ {4} x left [aX ^ {2} -bX right]}$

kde A a b jsou pozitivní konstanty a

${ displaystyle X { stackrel { mathrm {def}} {=}} { frac {1} {2}} eta ^ { mu nu} částečný _ { mu} phi částečný _ { nu} phi}$

za použití podepsat konvenci v (+, -, -, -) metrický podpis.

Teorie ducha kondenzátu předpovídají konkrétní ne-gaussianity z kosmické mikrovlnné pozadí. Tyto teorie navrhl Nima Arkani-Hamed, Markus Luty, a další.^[7]

Tato teorie to bohužel umožňuje superluminální šíření informací v některých případech a nemá dolní mez na jeho energii. Tento model nepřipouští a Hamiltonian formulace ( Legendární transformace má více hodnot, protože funkce hybnosti není konvexní), protože je kauzální. Kvantování této teorie vede k problémům.

Duch Landau

The Landauův pól se někdy označuje jako Duch Landau. Pojmenoval podle Lev Landau, tento duch je nekonzistence v renormalizace postup, ve kterém není asymptotická svoboda ve velkých energetických stupnicích.^[8]

Viz také

• Věta bez duchů, související se špatnými duchy

Reference

externí odkazy

• Copeland, ed; Padilla, Antonio (26. října 2011). Haran, Brady (vyd.). Duchové částice (video). Šedesát symbolů. University of Nottingham.