Бозон Голдстоуна
-
Бозоны Голдстоуна и их свойства
- Бозоны Голдстоуна (NGB) появляются в моделях с спонтанным нарушением непрерывных симметрий.
- Они соответствуют генераторам нарушенной симметрии и характеризуются их квантовыми числами.
- В физике конденсированных сред NGB являются квазичастицами и известны как моды Андерсона-Боголюбова.
-
Теорема Голдстоуна
- Теорема Голдстоуна утверждает, что при спонтанном нарушении симметрии в спектре возбуждений появляются безмассовые скалярные частицы.
- Для каждого генератора нарушенной симметрии существует один NGB.
- NGB приводят к исчезновению амплитуд в теоретико-полевых амплитудах.
-
Примеры NGB
- В жидкостях фонон является NGB со спонтанно нарушенной галилеевой симметрией.
- В твердых телах NGB являются продольными и поперечными фононами.
- В магнитах NGB являются магнонами, спиновыми волнами.
- Пионы являются псевдо-NGB из-за спонтанного нарушения симметрии КХД.
- Компоненты продольной поляризации W- и Z-бозонов соответствуют NGB, но не наблюдаются.
- Первичные флуктуации во время инфляции также являются NGB.
-
Теория NGB
- NGB возникают из-за спонтанного нарушения симметрии временного сдвига вселенной де Ситтера.
- Риккарди и Умэдзава предложили теорию квантового мозга, основанную на NGB.
- Витьелло расширил эту теорию, учитывая мозг как «открытую» систему.
-
Аргумент Голдстоуна
- Основное состояние не является уникальным, и оператор заряда может приводить к состоянию нулевой частоты.
- В пределе бесконечной области A частота состояния, ортогонального вакууму, должна быть не меньше m0, что противоречит теории.
- Следовательно, m0 = 0, и NGB не имеют массы.
-
Калибровочно-преобразованное состояние
- Состояние, преобразованное генератором симметрии, не извлекается из вакуума.
- Вакуум и заряд Q должны быть трансляционно-инвариантными.
-
Корреляционная функция заряда
- Величина корреляционной функции пропорциональна общему объему помещения.
- Если симметрия не нарушена, Q|0〉 = 0, что означает отсутствие Q в гильбертовом пространстве.
-
Инфрачастицы
- В теореме Голдстоуна есть лазейка, позволяющая существование невакуумных состояний с малыми энергиями.
- В киральной N = 1 супер КХД-модели с ненулевым квадратичным VEV существуют бозоны Голдстоуна с непрерывным спектром масс.
-
Нерелятивистские теории
- Версия теоремы Голдстоуна применима к нерелятивистским теориям.
- В конденсированном веществе бозоны Голдстоуна называются бесщелевыми модами.
-
Нарушение пространственно-временных симметрий
- В случае пространственно-временных симметрий параметр порядка может быть тензорным полем.
- Количество мод Голдстоуна равно количеству сломанных генераторов.
-
Фермионы Намбу–Голдстоуна
- Спонтанно нарушенные глобальные фермионные симметрии приводят к голдстино.
- Голдстино являются суперпартнерами всех частиц в теории.
-
Смотрите также
- Псевдо-голдстоуновский бозон
- Майорон
- Механизм Хиггса
- Теорема Мермина–Вагнера
- Ожидаемое значение вакуума
- Теорема Нетер