Почему не существует трехчастичной (или, в более общем смысле, NNN-тела) фундаментальной силы?

Считается, что фундаментальные силы представляют собой взаимодействие двух тел. Тем не менее, я обнаружил, что если нет возможности для 3-х корпусов или более общего Н -основная сила тела. Есть ли доказательство того, что любые многочастичные взаимодействия сводятся к двухчастичным взаимодействиям частиц?

Комментарий: Другими словами, каждый ли Н Взаимодействие тел можно свести к взаимодействию двух тел?

Реплика: я подумал об этом, когда читал про масштабирование и эффект Ефимова .

На уроке, который я посетил о методах Хартри Фока, они не делали таких заявлений, просто написали ... для терминов более высокого порядка. Кроме того, во многих случаях этого может быть достаточно.
Я не уверен, примете ли вы это как контраргумент гипотезе о двух телах... но рассмотрим случай образования пар частица-античастица. Сколько частиц там взаимодействует? Я бы сказал, что трудно утверждать, что это происходит из-за взаимодействия двух частиц. Затем рассмотрим лагранжевы взаимодействия с более высокими n-точечными членами, например глюоны в КХД.

Ответы (3)

  1. Не все фундаментальные взаимодействия опосредованы взаимодействиями двух тел. Например, фундаментальное сильное взаимодействие имеет силу трех тел , которая отвечает за устойчивость 3 ЧАС е ядро. См. Также, например, этот связанный ответ Рона Маймона.

  2. Если теория представляет собой нетривиальную интегрируемую модель , то все взаимодействия представляют собой упругое рассеяние тел 2-к-2 в 2D (в соответствующих переменных).

Статья в Википедии цитирует статью 1967 года как прямое свидетельство 3-нуклонного взаимодействия в гелии-3. Но в последующей статье под названием « Трехнуклонная сила не создана природой» говорится, что эти взаимодействия трех тел являются лишь теоретическими артефактами.
@juanrga: Спасибо.

Поля имеют положительную массовую размерность и локальные н взаимодействия с телом подавляются более высокими мощностями УФ-шкалы.

Действительно, в релятивистских теориях поля в четырех измерениях единственными перенормируемыми локальными взаимодействиями двух тел являются скалярные ф 4 взаимодействия, и А мю 4 член, скрытый в неабелевом действии Янга-Миллса. Все остальные термины представляют собой локальные взаимодействия полей материи с полями Янга-Миллса или скалярами, которые приводят к конечной ярости. н -телесные взаимодействия.

Заметим, что неабелевы поля Янга-Миллса приводят не только к кулоновскому двухчастичному взаимодействию, но и к трех- и четырехчастичным силам (из-за трех- и четырехглюонных вершин). Действительно, в более высоком порядке теории возмущений существуют также более высокие силы n тел.

В нерелятивистских теориях типичные дальнодействующие силы опосредованы U ( 1 ) калибровочный бозон, который напрямую не опосредует силы n тел (хотя петлевые эффекты могут опосредовать силы n тел). Силы конечного диапазона подчиняются аргументу подсчета мощности, упомянутому выше. Стандартным примером является ядерная физика, где преобладает двухчастичное взаимодействие между нейтронами и протонами, но существуют трехчастичные и четырехчастичные силы.

Прекрасная нерелятивистская система, имеющая некоторое отношение к ядерной физике, которую теперь можно изучать в холодных атомах, — это эффект Ефимова: сила двух тел, настроенная на бесконечную длину рассеяния (в системах бозонов или фермионов с по крайней мере тремя степенями рассеяния). свобода) требует, чтобы трехчастичная сила была перенормируемой.

Это очень хороший вопрос.

Я считаю, что сложные взаимодействия могут быть сведены к взаимодействиям двух тел из-за аддитивности энергии. Эта аддитивность наследуется движущими силами. В конечном счете, полную энергию можно разложить на вклады не более чем между двумя частицами.

Например, рассмотрим три частицы в гравитационном взаимодействии. Потенциальная энергия представляет собой сумму трех различных двухчастичных гравитационных потенциалов.

С точки зрения моделирования есть некоторые исключения: например, существуют «модели встроенных атомов», которые учитывают повышенную электронную плотность кластеров атомов в дополнение к парным взаимодействиям. Но это в некотором смысле усреднение парных взаимодействий.

Фундаментальные взаимодействия n тел привели бы к очень странному поведению. Предположим, что вам нужны по крайней мере частицы A, B и C для взаимодействия. Если бы у вас было много частиц А и В, они бы не взаимодействовали. Но если добавить 1 частицу С, они начнут взаимодействовать, высвобождая или связывая большое количество энергии.

А что, если бы энергия НЕ была аддитивной? Ведь у нас есть неэкстенсивная энтропия, почему не экстенсивные энергии или нелинейность в аддитивности энергий, сохраняющая ее как константу движения?
Может быть, это зависит от того, если это протяженное тело, как два заряженных проводящих круга, один +, один -, и мы подходим к незаряженному проводящему кругу. Тогда сила между + и - изменится за счет перераспределения плотности заряда. Но я думаю, что этот процесс сводится к силе двух тел.