本篇文章给大家谈谈规范场理论，以及杨米尔斯规范场理论对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
杨振宁的规范场论为量子力学的学科，是基于对称变换可以局部也可以全局地施行这一思想的一类物理理论。非交换对称群（又称非阿贝尔群）的规范场论最常见的例子为杨-米尔斯理论。物理系统往往用在某种变换下不变的拉格朗日量表述，当变换在每一时空点同时施行，它们有全局对称性。规范场论推广了这一思想，它要求拉格朗日量必须也有局部对称性—应该可以在时空的特定区域施行这些对称变换而不影响到另外一个区域。这个要求是广义相对论的等效原理的一个推广。
首先想到的是宇称不守恒定律和他和李政道几十年的争执，更令人以为杨的最大成就在于此, 事实上，宇称不守恒定律，固然是物理学一个重要成就，但真正令他成为伟大的物理学家是另一巨着 ― 规范场论，杨振宁先生最重要的贡献是规范场论，他是牛顿、爱因斯坦这样级别的科学家，我曾和另一位诺贝尔奖得奖者丁肇中教授谈论过，杨在物理学上的成就，我请教丁肇中诺贝尔奖自
1901年至今一百多年，物理学得奖者也有百馀人，当然水平高低不同，杨的规范塲论可排在什麽位置，丁肇中说应排在最前几名，又问如从三百年前牛顿开始，他排在什麽位置，丁答覆：也排在很前的位置。不仅在私下谈话中，杨70寿辰，在美国的一个祝寿会上，丁肇中接受邀请发言，丁说杨振宁是20世纪伟大科学家之一, 当人们回顾20世纪物理发展主要里程碑时马上就想到，尽管如此，他们的既描述重粒子、又在数学上严格的方程没有已知的解。特别是，被大多数物理学家所确认、并且在他们的对于“夸克”的不可见性的解释中应用的“质量缺口”假设。
从来没有得到一个数学上令人满意的证实。在这一问题上的进展需要在物理上和数学上两方面引进根本上的新观念。中最为杰出者之一，而且他已95岁高龄，他的这次报告实为天文台学术演讲上空前之盛事。由于想来参加的人非常多而场地有限。
1954年，杨振宁的导师病逝以后，他又与另一位物理学家合作，提出了规范场理论。这种理论，对研究自然界四种基本作用力（万有引力、电磁力、强作用力和弱作用力）显示出越来越大的重要性。
1、规范场论，为量子力学的学科，是基于对称变换可以局部也可以全局地施行这一思想的一类物理理论。非交换对称群（又称非阿贝尔群）的规范场论最常见的例子为杨-米尔斯理论。物理系统往往用在某种变换下不变的拉格朗日量表述，当变换在每一时空点同时施行，它们有全局对称性。规范场论推广了这一思想，它要求拉格朗日量必须也有局部对称性—应该可以在时空的特定区域施行这些对称变换而不影响到另外一个区域。这个要求是广义相对论的等效原理的一个推广。
2、规范场论在物理学上的重要性，在于其成功为量子电动力学、弱相互作用和强相互作用提供了一个统一的数学形式化架构——标准模型。这套理论精确地表述了自然界的三种基本力的实验预测，它是一个规范群为SU(3)×SU(2)×U(1)的规范场论。像弦论这样的现代理论，以及广义相对论的一些表述，都是某种意义上的规范场论。
规范场论为量子力学的学科，是基于对称变换可以局部也可以全局地施行这一思想的一类物理理论。非交换对称群（又称非阿贝尔群）的规范场论最常见的例子为杨-米尔斯理论。物理系统往往用在某种变换下不变的拉格朗日量表述，当变换在每一时空点同时施行，它们有全局对称性。
规范场论推广了这一思想，它要求拉格朗日量必须也有局部对称性—应该可以在时空的特定区域施行这些对称变换而不影响到另外一个区域，这个要求是广义相对论的等效原理的一个推广。
扩展资料：
“规范场论”的意义
“规范场论”建立微观粒子的标准模型，大部分人对物理的认知到了“夸克”就基本终结，教科书上对“夸克”也语焉不详，又不是高考的必考知识，在“一考定终身”的功利性引导之下，没有几个人意识到这个小角落里隐藏着一个深邃无比的物理世界。
而统治这个世界的，正是“规范场论”，它的目标是建立一个完美的粒子标准模型，这比当年玻尔在“量子世界”建立自己的原子标准模型要难得多。也就是说，我们肉眼凡胎看不见的60多种创世粒子（姑且这样定义，比电子还低一个层级）。
不管你怎样闪躲腾挪，都在我这个标准模型下运转。也就像宏观世界的牛顿三大定律，不管人类深入地底还是进军火星，你必须遵守牛顿定下的规则。“规范场论”是高能物理，源于人类对原子核认识的需要，是人类对原子核的认知的一个理论，它要定义整个微观世界。
现代物理已经论证原子核由质子和中子组成，一些放射性衰变原子核会放射出电子。但要继续往下研究，了解原子核里面的结构，必须弄清楚质子、中子和电子的相互作用。这属于微观世界中的针尖之地，人类只有通过大型对撞机才能去发现规律。
现代粒子对撞试验和理论发展，主流物理学家已经达成共识，质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子由两个下夸克和一个上夸克组成，而这些夸克的特性又有不同颜色。然而，构建夸克理论用的对称性，必须假设有六个夸克，其它夸克组合成许多其它粒子。
这些数量众多的粒子陆续被宇宙射线观测证实，或是被大型碰撞机发现证实。除了夸克组成的强子，还有轻子，轻子的数目几乎和强子数量差不多，这些亚核粒子相互作用力又需要相应的交换粒子来解释。
为了认识质子、中子和电子这三种粒子的本质，高能物理的标准理论已经发现了60多个粒子。从轻子、夸克、希格斯粒子的交互作用来看，“规范场论”是描述亚原子世界的最成功的物理框架。
不论在计算能力还是在概念覆盖范围上都是无以伦比的， 目前没有从标准模型中推导不出的已知实验。也就是说，如果没有特别变态的粒子出现，“规范场论”就是粒子物理的基石，相当于微观世界的“牛顿三大定律”，这是了不起的伟大成就。
参考资料来源：百度百科-规范场论
规范场论 (Gauge Theory) 是基于对称变换可以局部也可以全局地施行这一思想规范场理论的一类物理理论.非交换对称群规范场理论的规范场论有时也称为杨-米尔斯理论.物理系统往往用在某种变换下不变规范场理论的拉格朗日量表述,当变换在每一时空点同时施行,它们有全局对称性.规范场论推广规范场理论了这一思想,它要求拉格朗日量必须也有局部对称性—应该可以在时空的特定区域施行这些对称变换而不影响到另外一个区域.这个要求是广义相对论的等价原理的一个推广.
规范“对称性”反映了系统表述的一个冗余性.
规范场论在物理学上的重要性,在于其成功为量子电动力学、弱相互作用和强相互作用提供了一个统一的数学形式化架构——标准模型.这套理论精确地表述了自然界的三种基本力的实验预测,它是一个规范群为SU(3) × SU(2) × U(1)的规范场论.像弦论这样的现代理论,以及广义相对论的一些表述,都是某种意义上的规范场论.
大统一理论（grand unified theories,GUTs）.试图用同一组方程式描述全部粒子和力(强相互作用、弱相互作用、万有引力、电磁相互作用四种人类目前所知的所有的力)的物理性质的理论或模型的总称.这样一种尚未找到的理论有时也称为万物之理,或TOE.
这并非完全荒唐可笑的梦想,因为在统一物理学家对物质世界的描述方面已经取得了相当成就.就在19世纪中叶,电和磁还被看成是两种独立的事物,但麦克斯韦研究证明它们实际上是现在叫做电磁现象的同一种基本相互作用的两个方面,可以用同一组方程式加以描述.到20世纪中叶前,这一描述又改进到包括了量子力学效应,并以量子电动力学(QED)形式成为物理学家提出过的最成功的理论之一,它以极高精度正确预言了诸如电子等带电粒子相互作用的性质.
地球上的物体不管形状、大小如何,最终总要乖乖地落到地面上,原因是什么?天空中地球围绕太阳转、月亮围着地球转,原因又是什么?科学家牛顿经过艰苦的思索和研究,找出了统一的理论——万有引力.不论是地球上的物体,还是天空中的天体,都可以用万有引力来解释它们的运动.关于热现象人们总结出热学理论,关于电磁现象人们也总结出电磁场理论,物理学的各部分内容就是总结各种不同运动形式的规律和理论.这些规律之间能不能再总结出更基本的规律,解释更广泛的内容,这一直是物理学家关心的问题.
现在,人们发现微观粒子之间仅存在四种相互作用力,它们是万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力.宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释.进一步研究四种作用力之间联系与统一,寻找能统一说明四种相互作用力的理论称为
分类: 理工学科
解析:
规范场论作为当代物理学前沿的最基础部分,和牛顿力学、麦克斯韦电磁理论、狭义相对论、广义相对论以及量子力学一样,是物理学中最基本的部分.它能精确描述自然界中四种基本力中的电磁力、弱作用、强作用,引力也可能用它描述,可以说是人类认识的精华.事实上,狄拉克通过结合量子力学和狭义相对论所建立的量子场论,通过重整化完成量子电动力学,当把量子电动力学的成功向核相互作用拓展时,使外尔的规范理论的思想得以复活,形成了以杨-米尔斯理论为核心的现代规范场论,在此基础上形成了所谓的粒子物理的标准模型,因此,现代量子场论以规范场论为核心."量子场论作为描述亚原子世界的最成功的物理框架,不论在计算能力还是在概念覆盖范围上都是无以伦比的,它对电子跟光子之间相互作用的预计精确到10'8分之一,而且它能准确解释宇宙中四种已知基本力中的三种.量子场论作为亚原子力的成功理论今天主要体现在所谓的标准模型中,事实上,目前没有从标准模型中推导不出的已知实验(引力除外)"(Michio kaku1993).正是由于规范场论的成功,理论物理的处境,已经从找不到一个理论框架来理解实验数据的局面,转变成如果物理学家提出的理论比标准模型还新那么就会超出目前的实验技术水平而得不到检验的局面.可见,规范场论在人类认识史上一定前进了一大步,一定有其深刻的形而上学基础、重大的认识论意义和科学方法论意义.
规范场论中引进协变导数的物理实质
Physical Essence of Introducing Covariant Derivative into Gauge Theory
关键词：物质波,规范场,不变性,物理实质
作者：赵国求
概述：一般认为粒子与场的相互作用是通过引进规范场实现的.其实,对自由粒子做局域规范变换,粒子就已被自动置于场的相互作用之中了.当使自由粒子整体规范变换向局域规范变换过渡时,场的相互作用发生了从"无"到"有"的变化,规范不变性遭到了破坏.通过协变导数引进规范场,虽然体现了粒子与场的作用,但那是让粒子恢复"自由状态"的抵消作用.
规范场论
现在，弱作用力和电磁力已经被合并了，下一个目标是强相互作用力，正如我们已经介绍的那样，这块地域目前为止被量子色动力学所统治着。但幸运地是，虽然兵锋指处，形势紧张严峻，大战一触即发，但两国的君主却多少有点血缘关系，这给和平统一留下了余地：它们都是在量子场论的统一框架下完成的。1954年，杨振宁和米尔斯建立了规范场论，而吸取了对称性破缺的思想之后，这使得理论中的某些没有质量的粒子可以自发地获得质量。正因为如此，中间玻色子和光子才得以被格拉肖等人包含在同一个框架内。而反观量子色动力学，它本身就是模仿量子电动力学所建立的，连名字都模仿自后者！所不同的是光子不带电荷，但胶子却带着“颜色”荷，但如果充分地考虑自发对称破缺的规范场，将理论扩充为更大的单群，把胶子也拉进统一中来并非不可能。这样的理论被骄傲地称为“大统一理论”（Grand Unified Theory，GUT），它后来发展出了多个变种，但不管怎样，其目标是一致的，那就是统一弱相互作用力、强相互作用力和电磁力3种力，把它们合并在一起，包含到同一个理论中去。不同的大统一理论预言了一些不同的物理现象，比如质子可能会衰变，比如存在着磁单极子，或者奇异弦，但可惜的是，到目前为止这些现象都还没有得到确凿的证实。退一步来说，由于理论中一些关键的部分比如希格斯玻色子的假设到目前为止都尚未在实验中发现，甚至我们连粒子的标准模型也不能100％地肯定正确。但无论如何，大统一理论是非常有前途的理论，人们也有理由相信它终将达到它的目标。
规范场理论的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于杨米尔斯规范场理论、规范场理论的信息别忘了在本站进行查找喔。
评论