Мне было интересно, как это можно увидеть из Калибровочная теория утверждает, что глюоны несут заряды двух цветов: и т. д.
Немного фона:
W-бозоны (до нарушения симметрии) образуют триплет и несут соответствующий слабый изоспин . После SSB/Higgs заряженный -Бозоны могут быть отождествлены со сложными линейными комбинациями , бозоны, поэтому соответствующий член в лагранжиане равен инвариант, т.е. тоже несут электрический заряд.
Для местного Калибровочная теория 8 калибровочных полей, нужны глюонные поля. Точно так же, как это было для , по одному на каждый генератор и, следовательно, вводятся «матричные калибровочные поля»
которые можно рассматривать как элементы соответствующей алгебры Ли, поскольку составляют основу, и приведенное выше выражение можно рассматривать как расширение с точки зрения этого основания.
Поведение преобразования одинаково для всех теории
Как обычно, фермионы преобразуются в соответствии с фундаментальным представлением, т.е. располагаются тройками. Каждая строка представляет собой другой цвет, как объяснено в ответе здесь ( Что такое цветовой заряд?, который цитируется Гриффитом)
Поэтому красный фермион, например,
где является обычным спинором Дирака. Антикрасный фермион был бы
Красный фермион преобразуется в соответствии с фундаментальным представлением , антикрасный фермион согласно сопряженной репрезентации . В чем отличие от , потому что имеет только вещественные представления и, следовательно, нормальное и антипредставление эквивалентны (почему достаточно, что они эквивалентны? Сопряженное представление для отличается, но считается эквивалентным, потому что , для некоторой унитарной матрицы . Любые мысли по этому поводу тоже были бы замечательными), т.е. нет антиизоспина. Я предполагаю, что это причина не нести антизаряд, просто потому что нет анти заряда для .
Теперь, в чем смысл того, что мы можем видеть, что глюоны несут антицветовой заряд и цветовой заряд? Не потому ли, что матричные глюонные поля, определенные выше, являются частью алгебры Ли и, следовательно, преобразуются в соответствии с присоединенным представлением группы , что можно рассматривать как трансформацию согласно репутации и антирепутации одновременно (или можно рассматривать как совершенно бессмысленную идею с моей стороны ;)) ?
Почему глюону не присваивается заряд, как триплет, что означало бы, что глюоны несут разные значения одного сильного заряда? (Аналогично для слабого изоспина триплет.)
Любые мысли или идеи были бы потрясающими!
Прочитав соответствующие главы в нескольких книгах, я думаю, что теперь я могу дать «полуудовлетворительный» ответ на свой вопрос (и понять первый комментарий Любоша ;)).
Я пишу полуудовлетворительно, потому что надеюсь, что кто-то с более глубоким пониманием этих тем даст лучший ответ. Мое объяснение все еще немного эвристично, и я хотел бы увидеть более математическое объяснение этого любопытного факта природы.
Этот ответ довольно длинный, но выяснение этих вещей заняло у меня довольно много времени, потому что я не смог найти надлежащего рассмотрения этой темы. Я почти уверен, что такое лечение где-то существует, но после примерно 20 книг в библиотеке моего университета я просто сдался.
Тем не менее, возможно, это поможет кому-то с подобными проблемами.
Что касается Изоспина. , мы помечаем поля, используя собственные значения образующих Картана, которые являются диагональными образующими группы. Для есть только один, , с собственными значениями . Собственные векторы образуют основу векторного пространства фундаментального представления, и, следовательно, мы можем записать фермионные поля (преобразующиеся в соответствии с фундаментальным представлением), используя этот базис и присвоив им заряды, соответствующие собственным значениям. Поэтому у нас есть и умеют приписывать нейтринное поле , где является обычным спинорным зарядом изоспина , потому что
В равной степени , для электронного поля
Для все немного сложнее, потому что у нас есть два картерных генератора и (С обычными матрицами Гелл-Манна ). Следовательно, каждое поле помечено двумя числами.
Собственные значения являются .
Для собственные значения
Поэтому, если мы организуем сильно взаимодействующие фермионы в триплеты в соответствии с базисом, натянутым на собственные векторы образующих Картана, мы можем присвоить им следующие метки:
где обычно определяют красный
Аналог
поэтому синий и такой же зеленый . Идея цвета исходит из того факта, что если мы добавим три цвета, т.е.
который аналогичен солнечному свету, который содержит все цвета света, но, тем не менее, бесцветен.
В отличие от , для представления нереальны (сопряженное представление не эквивалентно обычному представлению), и поэтому мы можем говорить об антизаряде, здесь антицвете. Соответствующие состояния, например
Теперь глюоны. Глюоны являются калибровочными бозонами и ковариантная производная читается
Что произойдет, если глюонное поле подействует на кварковое поле? Например, пусть первое глюонное поле действует на красный кварк,
Таким образом, глюонное поле превратило красный кварк в синий кварк. Из теоремы Нётер мы знаем, что цвет сохраняется, и можем заключить, что первый глюон должен нести цветовой заряд анти-красный|синий
Любош Мотл
Джек
Любош Мотл
Любош Мотл
Джек
Джек
Джек
Любош Мотл
Джек