来的同学的阅读需求,这里再简单解释一下几个群的概念: 在粒子物理中。 SU(1),SU(2),SU(3)这三个群是必须要掌握的基础。 SU(1),SU(2),SU(3)在数学角度来看都是李群,从物理角度来看是是对系统施加一种变换,让系统在这种变换下具有某种不变形。 这三个群在数学上作为李群都是自己的几何结构,可以想象它们都是光滑的几何体,有自己的维数。 这个维数在数学角度来看是切空间的维数,可以具体地计算出来,例如SU(2)是3维的,SU(3)是8维的。 这个维数有非常明确的物理意义,就是在相互作用中媒介子的维数,或者说媒介子的种类。 例如电磁相互作用的媒介子只有一种就是光子,于是可以它对应的规范场就是U(1)。 而弱相互作用的媒介子有三种W+,W-,Z,于是就可以推测它对于的规范场是SU(2),因为SU(2)是3维的。 也就是..... 电磁力对应U(1)群,弱相互作用力对应SU(2)群,强相互作用力对应SU(3)群。 而SU(3)群中呢,又有一个8维表示,也就是八个生成元。 所以八重法就是指每8个有类似性质的粒子能填入SU(3)群的8维表示中,它把有相近性质的强作用基本粒子分成一个个族,并认为每个族成员应有8个。 粒子物理中的什么介子八重态啦、重子八重态啦都是八重法的范畴,后来还拓展到了十重态。 所以你看到的X子X重态,本质上都是八重法的衍生。 当然了。 眼下这个时期八重法的争议性还很大,因此很快便有专家提出了不同的看法: “SU3群?洪元同志,按照你的意思,所谓的元强子不是一个两个,而是八个?” “如果有这么多的所谓元强子存在,那么CP破缺性质要如何解决?——最简单的一个问题,在这种情境下,同态映射的核在数学上岂不是得是二对一了?” 开口的这位学者叫做王竹溪,也是一位华夏知名的物理学家,华夏第一批学部委员。 不过王竹溪之前工作的方向主要偏教育端,和朱洪元的交集并不算深。 听到王竹溪的疑问,朱洪元却微微笑了笑: “竹溪同志,你的这个问题我能解答。” 只见他从一旁的桌上拿起了纸和笔,飞快的在桌上边写边解释了起来: “竹溪同志,同态映射的本质其实就是幺正矩阵的映射验证,只要能证明SO(3)群的元素都可以映射到行列式为1的2X2矩阵D1/2(α,βγ)上就可以了。” “根据SU(2)群和SO(3)群的定义,SO(3):={O∈GL(3,R)|OTO=13,det(O)=1},SU(2):={U∈GL(2,C)|U??U=12,det(U)=1}。” “接着找一个三维矢量vv=(v1,v2,v3),可以利用泡利矩阵将其映射成一个2×2无迹厄米矩阵,即vv→rr=viσi=(v3v1??iv2v1+iv2??v3),这个映射的逆映射为vi=12tr[σirr],并且有det(rr)=??|vv|2,以及12tr(rr2)=|vv|2......” “这个无迹厄米矩阵可以表示SU(2)群上的代数,那么SU(2)群在这个代数上的伴随作用为rr=urru??.其中u∈SU(2)......” “那么诱导出一个在三维实矢量空间的表示,v′i=12tr(σirr′)=12tr(σiuσju??)vj,v′i=Rji(u)vj,因此,Rji(u)=12tr(σiuσju??).......” “如此一来,只要证明R(u)∈SO(3)就行了,我们的思路是......” 看着洋洋洒洒大书特书的朱洪元,徐云的脸上也忍不住露出了一丝微妙。 这算是巧合吗? 要知道。 后世华夏量子场论中有关群论在同态映射方面的证明,主要的“操刀者”正是朱洪元来着..... 不过朱洪元编译那套书的时间是在八十年代中期,如今看来很明显,这又是一个因为国际封锁而被埋没的成果。 十多分钟后。 在众人的注视下,朱洪元写下了最后一段话: “根据核空间的定义,这个同态映射的核为H={u∈SU(2)|R(u)=13},因此,要求urru??=rr,对于任何rr均成立。” “根据Schur引理可知,u=λ12,其中λ是一个常数,又因为det(u)=1,因此λ=±1.由于R(u)=R(??u),且这个映射的核为{12,??12},由此可证,这个同态映射在数学上是二对一的。” “.......” 看着面前的这份计算结果,王竹溪也陷入了沉默。 朱洪元居然真推导出来了? 而且看这情况,