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核子核子之间的相互作用真的具有SU(3)对称性么?

已有 322 次阅读 2024-6-25 10:53 |个人分类:我思故我在|系统分类:观点评述

    最近几年SU3-IBM的提出,以及更好的的解释了核结构的低能性质,开始改变我们对于核结构的很多观念。SU3-IBM的计算,以及球形核疑难的发现,使得我们意识到两个事情。一个是低能的核子核子的配对作用并没有以前那么理解的重要(配对作用会带来超导现象,也就是说在原子核中,一些现象有可能不是对力所带来的)。另一个就是,除了对力作用,剩下的相互作用几乎具有完美的SU(3)对称性。这个结果超出所有人的想象。

    这意味着一个重要的结论。就是核子核子之间的相互作用具有SU(3)对称性。因为原子核的性质,如果从核子的角度来描述,就是核子的动能和之间的势能。而这个作用重整化以后的结果,平均场具有SU(3)对称性(破坏来自相对论效应),而剩余相互作用也具有SU(3)对称性,这只能意味着原来的哈密顿量具有SU(3)对称性。但是我好像没有听说过,核子核子之间的相互作用具有SU(3)对称性(当然,我对这个了解的很少)。

    为什么会有这么大的偏差呢?原因是高阶作用。以前不认为高阶作用会有用,所以只能用别的方式来理解本来属于SU(3)对称性的性质。比如在核结构中,以前只考虑到两体作用,所以SU(3)对称性只能描述长椭球。而其它的形状就会被别的两体作用来描述。偏偏实验的结果和这种理论偏差不大,就被认为是正确的了。这是一个巧合和假象交织在一起的故事。

    当存在平均场的时候,也就是说单粒子行为居于主要的特征,那么很难想象高阶作用会起作用。如果起作用,就和临界现象一样,这意味着小尺度的物理和大尺度的物理共同作用了。这意味着,原子核的低能行为,夸克和胶子依然在起作用。这个结论才是让人震惊的。

    因为夸克禁闭,所以我们一般认为理解原子核的低能现象的时候,只需要核子,也就是质子和中子就可以了,不需要再考虑里边的夸克和胶子了。在低能的时候,这个夸克也不是价夸克,而主要是海夸克。也就是,量子色动力学的真空对于理解核结构是非常重要的。这个尺度,在10的-15m的范围,到10的-18m的范围可能都在起作用。理解原子核低能性质的理论,就是量子色动力学,是一个SU(3)对称性的非阿贝尔规范理论。但是的确很难想象,这两个SU(3)对称性真有关系,但是也不能排除这种可能。因为这个高阶作用,似乎只能来自于夸克和胶子的相互作用。如果平均场,本质上和量子色动力学真空有关,那么这几乎就是必然的了。

    这些结论都让人震惊,也让人无法相信。但是SU3-IBM和低能能谱之间的联系如此明确,这些结论都几乎是必然的。(当然也可能是我对量子色动力学的理解还很浅薄,所以这些推理是存在错误的)

    不管如何,SU(3)对称性支配核子核子相互作用(除了对力)这个结论是必然的,这个可以肯定。不可能这个结论只适合于原子核,而与其他现象无关。而这高阶作用的来源,也值得更多的研究。这些工作,都将进一步推动SU3-IBM的深入发展,以及加深理解和其他原子核现象之间的联系。

    



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