 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )
|
Термин « бутстрап-модель » используется для класса теорий, которые используют очень общие критерии согласованности для определения формы квантовой теории из некоторых предположений о спектре частиц. Это форма теории S-матрицы .
Обзор [ править ]
В 1960-х и 1970-х годах постоянно растущий список сильно взаимодействующих частиц - мезонов и барионов - дал физикам понять, что ни одна из этих частиц не является элементарной. Джеффри Чу и другие зашли так далеко, что подвергли сомнению различие между составными и элементарными частицами , отстаивая « ядерную демократию », в которой отвергалась идея о том, что одни частицы более элементарны, чем другие. Вместо этого они стремились получить как можно больше информации о сильном взаимодействии из правдоподобных предположений о S-матрице , которая описывает, что происходит, когда частицы любого вида сталкиваются, подход, защищенныйВернер Гейзенберг двумя десятилетиями ранее.
Причина, по которой программа надеялась на успех, заключалась в пересечении принципа, согласно которому силы между частицами определяются обменом частицами. Когда известен спектр частиц, известен силовой закон, а это означает, что спектр ограничен связанными состояниями, которые образуются под действием этих сил. Самый простой способ решить условие согласованности - это постулировать несколько элементарных частиц со спином, меньшим или равным единице, и построить рассеяние пертурбативно с помощью теории поля , но этот метод не позволяет создавать составные частицы со спином больше 1 и без затем неоткрытое явление удержания , оно наивно несовместимо с наблюдаемым реджевским поведениемадроны .
Чу и его последователи полагали, что можно будет использовать перекрестную симметрию и поведение Редже, чтобы сформулировать согласованную S-матрицу для бесконечного множества типов частиц. Гипотеза Редже определяла бы спектр, пересечение и аналитичность определяла бы амплитуду рассеяния (силы), в то время как унитарностьбудет определять самосогласованные квантовые поправки аналогично включению петель. Единственная полностью успешная реализация программы требовала другого допущения для организации математики унитарности (приближение узкого резонанса). Это означало, что в первом приближении все адроны были стабильными частицами, так что рассеяние и распады можно было рассматривать как возмущение. Это позволило построить модель бутстрапа с бесконечным числом типов частиц, подобную теории поля - амплитуда рассеяния самого низкого порядка должна демонстрировать поведение Редже, а унитарность будет определять петлевые поправки порядок за порядком. Так Габриэле Венециано и многие другие построили теорию струн., которая остается единственной теорией, построенной из общих условий согласованности и мягких предположений о спектре.
Многие в бутстрэп-сообществе считали, что теория поля, страдающая от проблем с определением, принципиально несовместима при высоких энергиях. Некоторые полагали, что существует только одна непротиворечивая теория, которая требует бесконечного множества видов частиц и форму которой можно найти только на основе согласованности. В настоящее время известно, что это неверно, поскольку существует множество непертурбативно согласованных теорий, каждая со своей собственной S-матрицей. Без приближения узкого резонанса программа начальной загрузки не имела четкого параметра расширения, а уравнения согласованности часто были сложными и громоздкими, так что этот метод имел ограниченный успех. Он потерял популярность с появлением квантовой хромодинамики , которая описывала мезоны и барионы в терминах элементарных частиц, называемых кварками.и глюоны .
« Самозагрузка » здесь относится к «подтягиванию себя за шнурки», поскольку предполагалось, что частицы удерживаются вместе силами, состоящими из обмена самих частиц.
См. Также [ править ]
- Туллио Редже
- Стэнли Мандельштам
- Конформный бутстрап
Ссылки [ править ]
- Г. Чу (1962). S-матричная теория сильных взаимодействий . Нью-Йорк: В. А. Бенджамин.
- Р. Дж. Иден, П. В. Ландсхофф, Д. И. Олив и Дж. К. Полкингхорн (1966). Аналитическая S-матрица . Cambridge U. Press. 1966 г.
- Д. Кайзер (2002). «Ядерная демократия: политическая активность, педагогическая реформа и физика элементарных частиц в послевоенной Америке». Исида , 93, 229–268.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Вулховер, Натали (9 декабря 2019 г.). «Почему законы физики неизбежны» . Журнал Quanta .
