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回复:杨-米尔斯场论的简单科普

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前言(这层是给有场论基础的8u总结的)
最开始讲higgs机制的时候都从复标量场讲起,那个拉氏量的设计之初就是为了满足U(1)对称性的。而之后我们研究不同的相互作用,就是要让拉氏量满足不同的对称性。但一开始人们只能弄出QED,因为U(1)是个交换群,规范变换可以直接抄电动力学的。但当人们想写出满足SU(2)的拉氏量时,发现比较困难,因为这是个非交换群,没法类比电动力学的拉氏量。这样就只能止步于QED。
Yang-Mills theory其实就是解决了非交换李群的问题,修改了电动力学里的Fuv,修改之后就是镇楼图里的那个Guv。这个操作不光可以写出SU(2)的拉氏量,甚至直接适用于任何非交换群。这样人们就可以尝试描述其他相互作用了。


IP属地:美国来自iPhone客户端19楼2022-10-08 09:54
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    1. 对称性
    我们都知道有些图形是对称的,有些图形不是。一个等腰三角形,我们说它是“对称的”,其实这话说得不够完整,完整的描述是: 这个等腰三角形沿着y轴翻折对称。换句话说,将这个图形沿着y轴翻折之后,图形保持不变。

    再举一个例子。中心对称图形:将图形沿着一个点旋转180度,图形保持不变。
    比如下图就是一个中心对称图形,但它不是一个沿y轴翻折对称的图形。

    所以当我们说一个图形是对称的,我们其实要指明它到底满足什么样的对称性,是旋转180度对称,还是沿y轴翻折对称,还是沿y=x这条线翻折对称,等等。而对称性都有一个特点,就是经过某种变换之后,图形保持不变。
    因此,我们说当一个图形在xx变换下保持不变,那么这个图形就满足xx对称性。例如一个圆满足旋转对称性,因为无论旋转多少度,它都保持不变。


    IP属地:美国20楼2022-10-08 10:35
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      单单只是形状上的对称还不太够,我们在解决物理问题的时候还要考虑物理量的对称。
      例如下图的一个十字圆盘,如果只考虑形状,那么他的对称性就是旋转90度对称。但如果考虑1、3象限和2、4象限的密度,这个圆盘的就只能是旋转180度对称。

      所以在物理学中,对一个东西进行xx变换之后,这个东西的各个物理量保持不变,它就那么满足了xx对称性。例如这个圆盘就不满足旋转90度对称性,因为转了90度之后,质量分布变了。这里的物理量不一定是质量,可以是电荷,速度,电场,磁化率,能量,等等。


      IP属地:美国21楼2022-10-08 10:57
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        我们研究的对象不一定是一个东西,可能是多个东西,多个物体,或者是整个宇宙。所以谈论对称性时,一般都说某个系统满足xx对称性。
        研究的内容是也不局限于质量,电荷;而是所有物理规律。
        因此我们再对“对称性”进行最后一次拓展:
        对一个系统做了xx变换后,物理规律(运动方程)没有发生改变,那么该系统满足xx对称性。


        IP属地:美国来自iPhone客户端23楼2022-10-08 12:02
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          举个例子,物理学有个公认的假设:宇宙中的物理规律不能随空间变化。
          例如太阳系中的行星之间引力都是GMm/r^2,你到了其他星系,那里的行星之间的引力也得是GMm/r^2,他不可能变成GMm*r。物理规律应当适用于任何地点,而不是随着地点的变化而变化的。
          同理,我们还假设:物理规律不能随时间变化。今天我们测得引力是GMm/r^2,明天测到的引力也得是GMm/r^2,它不可能变成GMm/r^3。宇宙随着时间演化,物理规律是不能变的。(运动方程是不能变的)
          什么是运动方程?牛顿力学的运动方程是F=ma。量子力学的运动方程是薛定谔方程。相对论的运动方程是引力场方程。量子场论的运动方程是各种拉氏量推出来的欧拉拉格朗日方程。


          IP属地:美国来自iPhone客户端24楼2022-10-08 12:02
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            资瓷


            IP属地:英国来自Android客户端25楼2022-10-08 12:14
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              今天先更到这吧,前期内容对物理专业的8u来说可能太平淡了,对称性、诺特定理、守恒量。不过到了局域规范对称那里会比较精彩。


              IP属地:美国26楼2022-10-08 13:16
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                很不错,理顺下思路,要不然看书全程懵逼,都不知道作者想说什么,以为为什么想说这些


                IP属地:陕西来自Android客户端28楼2022-10-08 16:21
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                  有点猛的,支持。


                  IP属地:上海来自Android客户端29楼2022-10-08 17:06
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                    支持


                    IP属地:广西来自Android客户端30楼2022-10-08 17:13
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                      cy


                      IP属地:吉林来自Android客户端31楼2022-10-08 17:28
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                        mark,等明年学了量子再回来复盘


                        IP属地:俄罗斯来自Android客户端32楼2022-10-08 22:07
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                          马克


                          IP属地:湖南来自Android客户端33楼2022-10-08 23:17
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                            先顶再说


                            IP属地:安徽来自Android客户端34楼2022-10-08 23:37
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