笔记

第9章:基础物理学

第14节:基本粒子


自旋[粒子]

即使粒子看起来大小为零,它们也会表现出称为自旋的内在角动量。总自旋总是基本单位的固定倍数夸克和轻子为1/2,光子和其他普通规范玻色子为1,引力子为2,理论上希格斯粒子为0。(观察到的介子的自旋可能高达5,原子核则高达50以上。)实际上,自旋较高的粒子需要更多信息来指定其方向(或极化或类似方向)。在网络模型的背景下,自旋可能在某种程度上与一些简单的东西有关,比如一个粒子的核心与网络其余部分相连的位置的数量。自旋值可以被认为是指定在动量被排除后,描述粒子需要时空对称组的哪个不可约表示。对于普通的大质量粒子d日-维空间组为Spin(d日)而对于无质量粒子E类(d日-1) (欧几里德群)。(对于超光速子,它基本上是非紧的,强制连续的自旋值。)对于小的变换,自旋(d日)只是普通的轮换组SO(d日)但从全球来看,这是它的通用封面,或3D中的SU(2)。这可以被认为是允许半整数自旋的原因,半整数自旋必须用旋量描述,而不是用向量或张量。这类对象具有这样的特性,即它们不会因360°旋转而保持不变,而只会因720°旋转而变得不变,这一特性可能很容易用网络再现,甚至可能不需要确定的整数维。在量子场论的标准形式中,可以证明(在2D以上)半整数自旋必须始终与费米子(例如满足排斥原理)相关联,整数自旋必须与玻色子相关联。(这种自旋统计关系似乎也适用于由扩展场配置定义的各种对象。)



图像源笔记本:

斯蒂芬·沃尔夫拉姆(Stephen Wolfram):一种新的科学[引用]