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克莱因的矢量规范理论与杨-米尔斯理论的比较

已有 2883 次阅读 2018-1-9 19:19 |系统分类:科普集锦

本文回顾了瑞典物理学家奥斯卡·克莱因(1894-1977)在1938年波兰华沙会议上发表的一个矢量规范理论和电力-核力统一模型雏形, 证明了克莱因的矢量规范理论其实在数学上正是一个标准的杨-米尔斯规范理论, 而并非现在不少物理学家和科学史家所认为的克莱因理论仅仅是“有点像杨-米尔斯规范理论,但实际不是” 等观点。尽管克莱因在当年并没有主动用到规范对称性观念(这些是在1953和1954年分别由泡利和杨-米尔斯提出的), 但是克莱因已经用到协变导数、让中微子与电子构成同位旋二重态且要求同位旋守恒, 这些关键构件使得他有意无意地被引导到SU(2)非阿贝尔规范理论建构道路上去。因此, 正是克莱因第一个得到了正确的非阿贝尔规范理论, 比泡利和杨-米尔斯早十五六年, 但克莱因的这一工作一直被后人曲解, 故本文意图纠正世人对其不公正的偏见。

此文2000年后就欲写,但因为受到误导(如有人说克莱因1938年理论就是一个引力理论,与杨-米尔斯理论关系不大)影响了本人仔细看克莱因的原文(而克莱因原文也确实晦涩);后来因为认为写作这类内容不是我的任务,故而一直延误。近来(2016-2017)看到克莱因理论受到误解确实很多,遂写此文。

本文修改稿已经发表在《现代物理知识》第29(2017)。根据审稿人建议,改题目为《场论小史谈:奥斯卡•克莱因及其矢量规范理论》。文献信息为:沈建其, 《场论小史谈:奥斯卡•克莱因及其矢量规范理论》, 现代物理知识, 29卷,第5期,页码:57-64 (2017)【http://cpc-hepnp.ihep.ac.cn:8080/jwk_xdwlzs/CN/abstract/abstract12198.shtml#】.本文原稿末尾本有11篇参考文献, 便于读者印证和进一步研究。不过, 因为上述期刊本身有其风格,最终刊出时, 10篇参考文献被删去, 只留下一篇。为了更好地让读者了解本文以及原始文献索引, 下面提供原稿,含有如下参考文献:

[1] O. Klein, Onthe theory of charged fields, Warsaw Conference on New Theories in Physics,Kasimierz, Poland (1938), May 30-June 3 [New Theories in Physics, InternationalInstitute of Intellectual Cooperation, Paris (1939)].

[2] O. Klein, Onthe theory of charged fields (reprinted version ofKlein 1938 paper), Surveys High Energ. Phys. 5, 269-285 (1986).

[3] C. N. Yang andR. L. Mills, Conservation of isotopic spin and isotopic gauge invariance, Phys.Rev. 96(1), 191-195 (1954).  

[4] S. L. Glashow,Partialsymmetries of weak interactions, Nucl. Phys. 22 (4): 579-588 (1961).

[5] S. Weinberg, AModel of leptons, Phys. Rev. Lett. 19 (21), 1264-1266 (1967).

[6] A. Salam,Editor N. Svartholm, Elementary Particle Physics: Relativistic Groups andAnalyticity, Eighth Nobel Symposium, Stockholm:Almquvist and Wiksell, p. 367 (1968).

[7] D. J. Gross,Oscar Klein and gauge theory, arxiv.org/hep-th/9411233 (1994).

[8] L.O’Raifeartaigh and N. Straumann, Early historyof gauge theories and Kaluza-Klein theories, with a glance at recent developments,arxiv.org /hep-ph/9810524 (1999).

[9]杨建邺, -米尔斯规范场理论的创立,现代物理知识, 24(3)27-30 (2012).

[10] F. Englertand R. Brout, Broken symmetry and the mass of gauge vector mesons, Phys. Rev.Lett. 13 (9), 321-323 (1964).

[11] P. W. Higgs,Broken symmetries and the masses of gauge bosons, Phys. Rev. Lett. 13(16), 508-509(1964).






如果上面图片格式模糊,那请下载:

克莱因规范理论 沈建其 现代物理知识-sent_to_readers.pdf









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