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年过完了,还得回过神来继续研究SU3-IBM。当然这段时间的跑偏,对于我来说是非常重要的。我提出了全息世界中的牛顿这个悖论,然后开始相信埃弗里特的多世界诠释的确是理解量子力学的关键,进一步我需要从这个角度,对一些问题重新进行整理。现在的我就好像完全生活在两个世界里,一会是核结构的,研究SU3-IBM,一会是量子力学基础的,研究后选择弱测量以及各种基础性的问题。这种分裂感,确实感觉越来越严重了。
IBM是相互作用玻色子模型的简称,SU3-IBM是IBM的推广,强调了SU(3)对称性。这意味着SU(3)对称性在理解核结构的集体激发中扮演了重要而基础性的作用。IBM是50年前,也就是1975年,由Arima和Iachello一起提出的,在核结构领域引起了巨大的影响。这个理论曾经两次入选了诺贝尔物理学奖的评比,可惜最终没有获得该奖。但是也说明了,这个理论的重要性。
没有获奖的原因很简单,就是没有给出比以前的理论,也就是几何模型,更多的物理。几何模型从几何形状的角度来描述原子核的集体激发,常见的形状有球形核的声子激发,长椭球的转动谱(几何模型的诺贝尔奖给的就是这个工作,但是现在看来这个模式是有问题的),γ软核的转动,以及刚性三轴形状(这个形状在以前的理解中是一种特殊的情况,现实中几乎不可能,但是现在变成了核心概念)。
IBM的提出,给这些形状赋予了对称性,但是没有给出新的形状。2000年左右,由于量子相变的影响,IBM也成为了当时的一个热点,因为这个模型很容易讨论形状相变。在这个研究的过程中,提出了一种扁椭球的描述方式。但是这种扁椭球和长椭球的能谱,是完全一样的,具有对称性。而这种对称性,在实际的原子核中根本没看到。所以这一次兴盛,表面看起来是一个新的顶点(评论性的文章发在了Nature上),但是这个理论本身实际上揭示了自己根本就不是描述原子核集体性的最好的理论。(自己把给自己给否定了)
我是2003年底,开始研究IBM的,正是赶了这股风,等我要毕业的时候,这股风就已经凉了下去。现在看来,当时没有很好的对待这个长椭球到扁椭球的形状相变的研究。否则,也许那个时候就会明白发生了一些反常的事情。不过那个时候自己太年轻了,怎么可能想到呢?(两年忙着编程序,一年赶快写毕业论文,然后就稀里糊涂的毕业了)
SU3-IBM的提出来自于Cd疑难,就是Garrett和Wood等人做实验,要验证球形核的声子激发模式(以前为什么没验证呢?是因为形状共存的影响)。结果发现了核结构中过去五十年最重要的结果,就是这个一直都认为会存在的球形核,其实不存在,或者和以前想的不一样。
当我在2019年初了解这个结果的时候(这个实验结果其实已经提出好多年了,可以从2008年算起,而我完美的错过了),我感觉自己脑子里一直都有雷在轰鸣。我相信,这是新世界的信号。重要的是,我发现,我一直编制的莫名其妙的程序,似乎能够提供答案。
我琢磨了这个事情,琢磨了半年多。我开始相信,一个绝对不太可能的事情,似乎发生在了我的身上。这个概率,绝对比中了双色球一等奖,还要小得多。即使是在科学史中,这种事情,都是极其小的。
虽然我博士读了六年,但是我和李刚也已经开创了新的研究方向,我自己对量子力学基础的兴趣也越来越有感觉。但是我相信,核结构的新理论的研究是更加重要的。所以从2019年开始大部分的时间都开始投入到这个模型的理解和计算中。
SU3-IBM已经六年了,从第一篇文章开始,也已经五年了。到现在这个理论已经正式发表了12篇文章,正要投出和已经有结果也还有5篇,这些拟合工作,已经百分之百的确定,SU3-IBM给出了描述原子核集体激发的更加正确的哈密顿量。以前构造哈密顿量的思路,是不正确的。
SU3-IBM是在IBM的框架内给出了构造哈密顿量的新思路。这个哈密顿量不是我给出的,已经有的,但是在以前它并没有和现实的原子核集体行为联系起来。我的研究,就是确认,这个哈密顿量才是描述原子核形状的真正正确的那一个。这个新思路,并不是局限在IBM内的,而是所有的核结构模型都是可以的。
这里边的关键就是SU(3)对称性。实际上,这个对称性已经在核结构中得到了广泛的研究,但是在我这里,把它变成了支配原子核所有形状的对称性,成为了原则性的一部分。
任何一个核结构的研究者,看了我们的所有文章,都会相信,这个哈密顿量的构造方式,也就是SU(3)对称性,的确是正确的,以前的观念是错误的。
在今天,这个结论已经是完全被确定的。就好像开普勒根据第谷的观测数据,提出行星的轨道是椭圆的一样。因为,这是由实验数据给出的结果。
但是,这似乎无法理解,因为和壳模型冲突(用球平均场来理解幻数)。但是,仔细思考就会知道,其实不冲突,而是以前的壳模型不够精细,真正的平均场不是球形的,而是类似球形的,所以根本不会冲突,也会给出幻数。真实的平均场,是考虑所有的SU(3)对称性的(1,1)表示(平均场是U(3)对称性),然后给出有效平均场。这个问题会在以后进一步考虑。
经过五年的时间,SU3-IBM正在开始引起越拉越多的研究者的关注。因为拟合结果一目了然,只要把所有的结果放在一起,那么SU3-IBM的正确性就是必然的。所以核结构的这种变革才刚刚开始。
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GMT+8, 2025-3-18 13:53
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