测试的最好,但自然的理论

Published on June 24, 2010 at 9:26 PM

解释了亚原子世界的最好的理论得到了在1928年开始,当理论家保罗狄拉克与狭义相对论结合量子力学来解释了电子的行为。结果是相对论量子力学,这成为了量子场论的主要成分。随着一些假设和特设调整,量子场论已经证明了足够强大的粒子和力的标准模型的基础上形成的。

两个对立的激光束,除两极分化,企图禁止双光子跃迁激发的钡原子束相同。 (图片达蒙英语)

“即便如此,它应该被记住的标准模型不是一个一切现象的最终理论,并因此本质上不完整的,”说,梅德Budker,一个的的核科学部的工作人员科学家能源部的劳伦斯伯克利国家实验室的美国部和在加州大学伯克利分校物理学教授。

Budker长期以来一直在测试自己的极限的物理理论被广泛接受的基础感兴趣。在6月25日的“物理评论快报”的问题,他和他的同事报告了最严格的试验,然而,有关粒子如何在原子尺度上的行为的基本假设。

为什么我们需要的自旋统计定理

“我们测试过的量子场论,自旋统计定理的主要理论支柱之一,说:”达蒙英语,Budker以前的学生和博士后研究员在加州大学的物理系,谁领导的实验。 “从本质上讲,我们要求,是光子真正完美的玻色子吗?”

必须分为两种类型,费米子或玻色子分类,所有的基本粒子的自旋统计定理决定。 (名字来源于统计,费米 - 狄拉克统计和玻色 - 爱因斯坦统计,解释各自的行为。)

没有两个电子可以在相同的量子态。例如,在一个原子中没有两个电子可以有相同的量子数套。任何玻色子数可以占据相同的量子态,但除等现象,这是什么使得激光束可能。

电子,中子,质子,和许多其他颗粒物质费米子。玻色子是一个喜忧参半的一群,包括电磁力,弱作用力的W和Z玻色子,氘原子核,PI介子,和他人的木筏等物质粒子的光子。由于这个粒子动物园的混乱,它需要知道什么是费米子和玻色子自旋统计定理。

的方式来告诉他们除了是其自旋 - 不是一个旋转的顶部,但内在的角动量,一个量子的概念古典自旋。量子自旋为整数(0,1,2,...)或半整数的一半(1 / 2,3 / 2 ... ...)的奇数。玻色子有整数自旋。费米子具有半整数自旋。

“有一个自旋统计定理的数学证明,但它是如此深奥,你必须要专业的量子场理论家理解,说:”Budker。 “每一个试图找到一个简单的解释失败,即使是科学家,杰出的理查德费曼。证明本身是基于假设,有些是明确的,一些微妙的。这就是为什么实验测试是必不可少的。“

说英语,“如果我们被击倒的自旋统计定理,量子场论的整个大厦,它会碰得头破血流。的后果将是深远的时空,甚至因果关系本身的结构有关,影响我们的假设。“

在禁止转换搜索

英语和Budker,Valeriy Yashchuk,在伯克利实验室的先进光源的科学家合作,通过使用激光束来激发的钡原子的电子测试的定理。实验者,钡原子都特别方便双光子的转换,其中两个光子吸收的同时,共同有助于提升一个原子的电子到一个更高的能量状态。

Last Update: 10. October 2011 02:03

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit