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2016年12月我在科学网发表了一篇博文《论文审稿之殇:能仅仅依靠“直觉”来否定物理学论文吗?》,其中讲述了2016年我向德国《物理学年鉴》投稿了一篇论文《3D Chern-Simons Term breaks Meissner Effect》被拒的事情。审稿意见中,审稿人直觉上认为我的发现是不对的,所以就建议拒稿了。当年,我这篇博文发表后,引起了部分科学网博主的兴趣,特别是岳东晓老师,他为此写了一篇博文《计算与物理直觉——与陶勇老师交流》,岳老师的文章让我获益匪浅。
2016年正值我科研创造力最好的年龄,当时有其他更重要的物理学想法急着要做,所以我就把这篇被拒稿的论文挂在arXiv上,见文献[1]:
https://arxiv.org/pdf/1610.07414v2
然后我就忙着做其他研究去了,心想以后什么时候有时间了就回来继续接着做一下。但没有想到这一放就放了八年。
Frank Wilczek是2004年诺贝尔物理学奖得主,他因为强相互作用中的渐进自由理论而得奖。
我与Frank Wilczek本没有交集,但是如果我现在告诉你:我在论文[1]中的研究发现,被他二次发现,你们会相信吗?
遗憾的是,这件事情确实发生了!
我在论文[1]中主要讲如果3D空间的Chern-Simons项涌现在超导系统中,那么磁场可以出现空间坐标的复数解,我用这个解来调和高温超导赝能隙区的预配对图像。因为凝聚态中大家关心的是2D+1时空的Chern-Simons项,这个用在分数量子霍尔效应上很成功,但是它并不产生空间坐标的复数解。
今天心血来潮,我突然记起自己在2016年时还有一篇有那么点意思的论文,输入题目关键词“3D Chern-Simons Term”后居然搜到了Frank Wilczek今年发表在PRB的论文《Emergent Chern-Simons interactions in 3+1 dimensions》 [2]:
https://journals.aps.org/prb/pdf/10.1103/PhysRevB.109.064514
看作者排名Frank Wilczek应该是通讯作者,应该了解这篇论文的内容。这篇论文讲的是超导系统中涌现3D空间的Chern-Simons项,然后求解了磁场方程的解,并发现了复数解。基本上把我2016年论文[1]中的经典场分析部分再次做了一遍,得到了与我相同的方程。
这里我只贴出关键结果的图片供大家参考:
Frank Wilczek的论文[2]截图(见论文[2]第064514-3页)见下面
我的论文[1]截图(见论文[1]第5页)见下面
就算不懂我论文[1]的内容,也可以看到除了字母符号的不同,数学公式上是一样的,比如Frank Wilczek的公式(22)、(26)和我的公式(20)、(18)只是字母符号不同而已。
论文[2]中的关键方程是我论文[1]中关键方程的矢量写法,这一点懂场论的读者可以自行阅读两篇论文,然后做判断(可以相差库伦规范项)。
这样一来就有意思了,同样的想法Frank Wilczek发表就有意义,我来做就被直觉否定?
互联网只要搜索3D Chern-Simons Term,就有我的论文,不过Frank Wilczek等人的文章并未引用我的论文,因此我也不知道他们之前是否阅读过我的文章,或者错过了?
更有意思的是,我查了一下引用Frank Wilczek论文[2]的那些论文中就有人在研究破坏Meissner Effect的问题了。对此,我实在憋不住想笑了。才过去八年而已。
如此看来,“直觉”这么不靠谱么??
作者后记:
2016年的时候,我对3D纯空间的Chern-Simons规范场项在超导中的应用还是很感兴趣的,不过,这种研究大多都是唯象的,在物理机理上不够基本。2017年时,我在凝聚态物理中发现居然还可以有原理性的相对论场论可以研究(比如见总结性论文[3]),并且与实验测量可以进行精确比对,因此2017年之后我基本不再研究[1]和[2]这种唯象的理论物理。这也是为什么我把论文[1]挂在arXiv后就没有时间再继续跟进了。没成想八年之后,Frank Wilczek等人进行了二次发现,并得到了同样的方程。
当然,八年后的我现在再来看论文[1],会觉得它在重整化群分析上是较为“幼稚”的,实际上2017年我算到重整化群二阶的时候就了解到这个问题,所以论文[1]的后半部分价值不大。不过论文[1]的前半部分关于经典场论的分析可能还是有些价值的。不然Frank Wilczek等人也不会“重新”拾起来做。
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参考文献:
[1]. Yong Tao. 3D Chern-Simons Term breaks Meissner Effect. arXiv:1610.07414v2 (2016)
[2]. M. Stålhammar, M., Rudneva, D., Hansson, T. H., and Wilczek, F.: Emergent Chern-Simons interactions in 3+1 dimensions. Physical Review B 109, 064514 (2024)
[3]. Yong Tao, Superconducting quantum criticality and the anomalous scaling: A nonlinear relativistic equation. Physica C 616 (2024) 1354424
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