科技日?qǐng)?bào)北京6月10日電 （記者張夢(mèng)然）奧地利維也納大學(xué)物理學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，利用“磁顫”概念，重新詮釋了賦予基本粒子質(zhì)量并引發(fā)相變的希格斯機(jī)制。該成果發(fā)表在新一期《物理評(píng)論快報(bào)》上。
新研究的基礎(chǔ)是量子場(chǎng)論（QFT）——專注于描述粒子及其在亞原子層面相互作用的概念。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種稱為“磁顫”的圖形工具，它總結(jié)了定義QFT的所有信息，從而清晰直觀地顯示粒子場(chǎng)或其他物理量之間的復(fù)雜相互作用。
團(tuán)隊(duì)探索了各種“超對(duì)稱量子場(chǎng)論”中的穩(wěn)定基態(tài)（真空）。這是一種沒有粒子或沒有任何激發(fā)的最低能量配置。這些量子場(chǎng)論類似于真實(shí)的亞原子粒子物理系統(tǒng)，但具有某些便于計(jì)算的數(shù)學(xué)特性。
團(tuán)隊(duì)用圖形工具標(biāo)示了量子場(chǎng)、場(chǎng)之間的相互作用（如強(qiáng)、弱相互作用或電磁相互作用），以及相互作用下場(chǎng)的帶電方式，并嘗試用“磁性”描繪意想不到的量子特性。這個(gè)新方法提供了一種可視化和分析復(fù)雜量子現(xiàn)象的實(shí)用方法。
基于線性代數(shù)的計(jì)算證明：磁共振可衰變?yōu)楦€(wěn)定的狀態(tài)或裂變?yōu)閮蓚€(gè)獨(dú)立的共振。這些轉(zhuǎn)變?yōu)榱孔訄?chǎng)論中的希格斯機(jī)制提供了新的理解，即量子場(chǎng)論要么衰變?yōu)楦?jiǎn)單的量子場(chǎng)論，要么裂變?yōu)楠?dú)立的量子場(chǎng)論。
團(tuán)隊(duì)核心成員表示，希格斯機(jī)制解釋了基本粒子如何通過與遍布整個(gè)宇宙的希格斯場(chǎng)，進(jìn)行相互作用并獲得質(zhì)量。粒子在空間移動(dòng)時(shí)會(huì)與該場(chǎng)“互動(dòng)”。沒有質(zhì)量的粒子通常以光速移動(dòng)，然而當(dāng)它與希格斯場(chǎng)“互動(dòng)”時(shí)，它會(huì)“黏附”在該場(chǎng)上并變得遲緩，從而導(dǎo)致其質(zhì)量的顯現(xiàn)。因此，希格斯機(jī)制是理解宇宙基本構(gòu)成要素和力量的關(guān)鍵概念。
新的算法可以自主運(yùn)行，不需要外部輸入。這一成果受物理學(xué)啟發(fā)而來，但與數(shù)學(xué)研究息息相關(guān)。它們?yōu)榱孔诱婵盏膹?fù)雜、相互交織的結(jié)構(gòu)，提供了基本且普遍有效的描述，代表了數(shù)學(xué)和物理學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域的重大進(jìn)步。
【關(guān)閉】
