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第七百零八章 引力量子化的可能(1 / 3)

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没错。

只见此时此刻。

杨振宁和李政道推到桌子中心处的纸条上,赫然用中文写着三个相同的字:

引力子。

看到这个字的瞬间。

黄昆的脑海中瞬间变得一片空白,仿佛大脑中的一切都被格式化了。

如果不是身边的杨振宁及时扶住了他,黄昆甚至险些当众跌落到地面上。

不过这也怪不了黄昆心理素质差。

纵观整个物理学界,哪怕是诸如爱因斯坦、狄拉克这样的顶尖大牛不,哪怕是徐云这种后世来的穿越者,听到引力子的时候心中都平静不下来。

某种意义上来说。

引力子这个概念,基本上可以理解成虚无缥缈的传说。

众所周知。

虽然没有人能完全描述量子力学,但现代量子力学的形式体系由五个公理组成:

孤立物理系统的状态可以与一个希尔伯特空间中的矢量相互关联。

物理系统的可观测量与一个厄米算子对应,若系统处于一个态Φ,测量物理量A会以概率p得到A的本征值a。

若系统处于一个态Φ,测量物理量A得到本征值a后,系统会瞬间塌缩至a对应的子空间。

系统随时间的演化遵循薛定谔方程

全同粒子的波函数是对称(玻色子)或反对称的(费米子)。

在这五个公理的基础上,物理学界优化出了力场重整化的方法。

也就是把几种基本作用力进行重整,找到对应的机制。

在重整化理论刚提出的时候,只有电磁力可以重整化。

后来随着大量优秀物理学家的努力,弱相互作用和强相互作用重整化的方法也找到了,并找到了这些理论所预言的粒子。

比如说电磁相互作用的基本粒子是光子,当我们从“电磁射线枪”射出一束激光时,我们实际是在打开光子的激流,也就是最小的一束电磁力,两个电子之间通过交换光子来传递电磁力。

强相互作用是胶子,例如质子带正电互相排斥,原子核之所以没有被质子拆散架,是因为强力的存在,两个夸克通过交换胶子来传递强力。

弱相互作用力是W和Z玻色子,能把一种夸克变成另外一种夸克——比如一个中子里面有3个夸克,如果把其中的一个下夸克通过弱力变成上夸克,其它两个不变,那么,这个中子就会变成质子。

那么按照这个逻辑,引力也应该有一种传递粒子,也就是引力子对吧?

但遗憾的是。

引力子的概念自从被提出的那天起,到黄昆他们聊天的这个时间段,依旧没有任何被发现的迹象,反倒是驳斥引力子存在的理论有不少。

这其实是个很违和的现象:

老大叫大毛,老二叫二毛,老三叫三毛,照理应该叫老四的四毛却叫金色茉莉花

说实话。

如果只是单纯的没有找到这种粒子,那么其实也没什么大不了的。

就像老四叫做金色茉莉花其实问题不大,名字的问题而已嘛。

但问题是这个金色茉莉花他又秃头又ED还有脚气,这tmd就很离谱了。

而引力子呢,恰好就是这么个情况:

引力子和广义相对论是相悖的。

爱因斯坦经典的相对论中,引力就是时空的弯曲,不需要引力子来传递。

广相也是迄今为止描述引力最成功的引力理论,没有之一。

但是在广相之外,另一部分以量子力学为基础的,以基本粒子为研究对象的标准模型也发展了起来,并且是近代以来改变人类生活最大的基础理论。

引力子在标准模型中是容许存在的,并且数学上已经证明了广相和标准模型不相容。

所以这两个理论中至少有一个是错的,或者是不完备的。

当然了。

以上这几句话其实并没有看起来那么简单,实际上涉及到了度规的范畴:

时空弯曲在数学上由时空的几何被一个非平直的度规gw描述,引力效应直接由这个度规决定。

度规这个东西相当于一个张量场,从场论的角度就可以把这个张量场视为引力场——这就是引力=时空弯曲的含义。

而在量子力学中。

考虑引力场也是有量子效应的,那么度规里面就会存在量子扰动,扰动不太强的情况下可以把度规视为一个经典背景+背景上的扰动。

这个扰动也是个张量场,用量子场论的方法可以给它做量子化。

然后就和其他量子场一样,量子化之后能量动量取值分离的那个作为激发态的东西就是引力子。

非常简单,也非常好理解。

而引力子一旦被发现

那乐子可就大了。

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