弱相互作用力是引力还是斥力_2

2019-11-08 12:53:01

不要把基本相互作用——强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用,简单地理解为吸引力,或者排斥力。基本相互作用是规范作用,由规范粒子传递。传递弱相互作用地粒子是,强相互作用的是胶子,电磁的是光子。规范作用是什么?想象一个物理情境:电子在电磁场中运动。电子不能被想象为一个小球,相反,应当被看作是地表上的高山(电子场的量子),高山不动。电子在时空中运动,想象为一座高山消失了,在另一个地方冒出一座高山。在电磁场的作用下,电子状态改变,想象为高山的高度变化了。高山的高度可以看作高山自己的内部空间(U(1)对称性的相位空间),高山的高度变化看作是高山在内部空间移动。我们知道在弯曲时空上移动,比如在地球表面,一个切于地表的箭头,移动小段距离,一般来讲会改变它的指向。类似的,在内部空间移动,也会改变场自身。也就是说路径依赖,比如,高度1m变为2m,变化过程有很多。这种变化过程物理上就是引入规范场,它们的量子就是规范粒子。不同的内部空间,引入不同的规范场。想象如下现象:二维平面的转动、三维空间中的转动。二维平面只有一个转动轴,多次转动的顺序不影响结果。然而,三维空间中有三个转动轴,结果依赖转动次序。规范场的特点是,它们作用到粒子的结果依赖作用的次序(对易子)。电磁作用只有一个规范场,没有次序。弱相互作用稍复杂,有3个规范场,依赖次序。所以我们说,光子没有自作用,W、Z等有。怎么描述相互作用?在经典力学中,体系的动力学由拉格朗日量决定,它包含三个部分:自由运动的动能项、势能项、外源的作用项。势能项表示相互作用,如引力用1/r势表示。推广到场论,拉格朗日量的相互作用项描述相互作用,它是粒子的场和规范场的耦合,它的因子耦合参数就是荷。耦合项对应的费曼图,是规范场的传播子和粒子的多点格林函数。传播子某种意义上是相互作用势,如光子的0阶传播子,是库仑力。非阿贝尔规范场的传播子非常复杂由于自相互作用,即使不考虑高阶过程,W,Z等的0阶传播子,比光子多一个自作用,多一个极化(W、Z具有很大质量),所以既不是1/r势、也不是r势。现在回答问题,弱相互作用是吸引力还是斥力?答,都不是,这个问题没有意义。其一、荷很多。其二、传播子很复杂。

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