Dirac和Majorana费米子在空间平坦FRW时空背景下挠率场中的散射

讨论了在空间平坦FRW(Friedmann-Robertson-Walker)时空背景下,通过有质量宇宙学中微子能量分布的移动检验由大尺度Lorentz破缺产生的宇宙学挠率存在的可能性.在空间平坦FRW时空背景下,有质量的宇宙学中,微子在宇宙学挠率场中的散射会导致其末态能量分布的峰值位置相比于无挠情况时有一个m^(2)/E^(2)量级的移动;并且,在非最小矢量挠率耦合的情况下,对于Dirac中微子和Majoran中微子移动的数值由于矢量挠率的影响而不同.

中心力场中的电子涡旋

电子涡旋波最早是在轨道角动量守恒的系统中被发现.对于轨道角动量不守恒的系统,涡旋波的存在与否尚不清楚.以相对论情况下的中心力场中的电子为例,构建了在轨道角动量不守恒但总角动量守恒的情况下,当携带固定总角动量的电子沿z轴传播时,对此时系统所对应的电子涡旋波进行微扰求解;并结合Foldy-Wouthuysen(F-W)变换,说明了在相对论情况下,中心力场下携带轨道角动量的电子沿z轴传播时确实存在涡旋解,同时展示了相对应的涡旋波解和螺旋等相位面.

用旋转引力场分辨中微子的费米子类型

在前人关于Majorana费米子和Dirac费米子在Schwarzschild时空中的散射和挠率对这两种费米子散射影响研究的基础上,在引力的弱场近似和引力场对费米子散射的微扰论的最低阶近似下,仿照挠率的分解,将自旋联络分解为在宇称变换下类似矢量的部分和类似轴矢量的部分;分别分析了这两部分对两种费米子的散射矩阵元的影响,发现一般的引力场对两种费米子的量子散射矩阵元存在差别,并且差别来自类似矢量的部分;之后,在Kerr引力场背景下,对上述发现进行了验证,发现两种费米子的散射矩阵元的差别与引力源的质量和角动量有关,并且当角动量为0时,会退化为Schwarzschild时空中的情况.

挠率对自旋粒子的作用

有挠引力理论表明挠率–自旋耦合会影响自旋粒子在挠率场中的传播.根据有挠弯曲时空中挠率耦合的狄拉克(Dirac)作用量,将几何–流体动力学方法,从闵氏度规的黎曼(Riemann)平时空推广到宇宙学时空的情形,得到了描述在宇宙学Robertson-Walker度规和挠率背景场中,运动的自旋1/2粒子行为的半经典流守恒方程、动力学方程、自旋演化方程,以及挠率–自旋作用一般会使自旋粒子在时空中的传播路径偏离测地线;对确定宇宙学挠率时空中自旋粒子的传播,求出了其运动方程的解;发现挠率使自旋粒子绕无挠情形的传播路径做螺旋进动,这可以用来检验建立在有挠引力基础上的宇宙学模型.

大尺度洛伦兹破缺与空间平坦性

局域测量得到的哈勃参数(H0)与基于ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter Model)模型从微波背景辐射(Cosmic Microwave Background, CMB)测出来的哈勃参数之间存在不一致性,促使人们超越标准宇宙学模型去考察新宇宙学模型,比如空间非平坦的大尺度洛伦兹破缺模型.由于空间曲率项、宇宙学常数项和宇宙学扭曲(contortion)对于解释观测数据的贡献存在重叠简并,这使得现有的模型对于解释观测数据具有存活空间.通过对光度距离模量红移关系观测与模型预言的对比,以及计算物质密度和有效宇宙学常数随时间的演化等途径,将空间曲率密度限制在一定的范围以内,并在此取值范围内讨论了空间不平坦的大尺度洛伦兹破缺模型的表现.

大尺度有效引力的E(2)规范理论模型

微波背景辐射的低l极矩的各向异性可能不能用微波背景辐射静止系boost到本动参考系来解释,我们推断boost对称性在宇宙学尺度上缺失,又由于单纯结合广义相对论和物质结构的标准模型不能解释星系以上尺度的引力现象,需要引入暗物质和暗能量.而迄今为止所有寻找暗物质粒子的实验给出的都是否定结果,暗能量的本质更是一个谜.因此,我们假设洛伦兹对称性是从星系以上尺度开始部分破缺,以非常狭义相对论对称群E(2)为例,用E(2)规范理论来构造大尺度有效引力理论,并分析了此规范理论的自洽性.从这些讨论中发现,当物质源即使为普通标量物质时,contortion也一般非零,非零contortion的存在会贡献一个等效能量动量张量的分布,它可能对暗物质效应给出至少部分的贡献.我们从对称性出发修改引力,有别于其他的修改引力理论.

SIM(2)引力规范理论

基于宇宙微波背景辐射(Cosmic Microwave Background Radiation,CMB)的各向异性观测结果和马赫原理,假设了洛伦兹(Lorentz)对称性从大于星系尺度开始破缺,并基于这个动机以SIM(2)规范理论为例,诠释了所谓的"暗物质效应",意即天文观测上对牛顿-爱因斯坦(Newton-Einstein)引力理论预言的偏离,可以由小尺度上Lorentz对称性的破缺在大尺度上的累积呈展出来.分析了SIM(2)规范理论,在场运动方程之外得到了8个约束方程,并且将独立contorsion分量个数也约化到了8个.得到了contorsion是非平庸的,并且即使在没有物质分布的区域也会贡献一个等效的能一动张量分布.最后,分析了在弱场近似下的度规柱对称解,分析了此解的性质.

源自弦景观的有效Quintessence

最近Vafa等人提出了两个弦沼泽地的判据,并且在研究宇宙学中两个弦沼泽地判据所施加的约束条件时,发现暴胀模型通常与这两个判据很难相容.将这两个判据应用于当前时期宇宙的加速膨胀时,发现特定的quintessence模型可以满足这些限制,同时满足根据当前观测所施加的约束.基于大尺度洛伦兹破缺的宇宙学模型,我们得到了修正的Friedmann方程,在计算的过程中给出了三种可行的近似,并定义了一个有效的真空能量密度Λeff,其行为对于弦景观表现为单调下降的类quintessence势能,对于大部分具有裸的正真空能量密度的沼泽地,有效宇宙学常数随时间的演化会出现局域极小.将光度距离的计算结果与天文观测值做对比,我们得到负宇宙学常数也可以使宇宙产生加速膨胀,因而用亚稳的de Sitter真空来解释宇宙后期的加速膨胀是不必要的,沼泽地猜想所导致的沼泽地模型与后期宇宙加速膨胀不相容性的困难也就不存在了.

高度线性增加的多米诺依次倾倒后能量的传递

近似认为多米诺之间相互碰撞系统的角动量守恒,并且在各多米诺倒下的过程中,由于每块多米诺绕其支点转过的角度很小,因此而忽略在此过程中相互的作用力所做的功.由于能量传递与各多米诺的转动角速度相关,故可以推出高度线性增加的多米诺倾倒后能量的传递情况.多次实验角速度的实验值都大于理论值,但是实验值与理论值随多米诺的序数增加下降趋势与幅度大致相同.

自旋-轨道耦合系统的电子涡旋

在轨道角动量守恒的无自旋-轨道耦合系统中存在带轨道角动量量子数的电子涡旋波解,研究了存在自旋-轨道耦合,轨道角动量不守恒的系统,发现携带总角动量量子数的电子旋量波函数也有涡旋波解,表现为自旋波函数和涡旋波波函数的纠缠波函数.以中心力场中的电子为例,构建了自旋-轨道耦合导致的轨道角动量不守恒但总角动量守恒的情况下,携带固定总角动量量子数的电子沿z轴传播的涡旋波旋量波函数结构.对自旋-涡旋纠缠中相应的电子涡旋波进行了微扰求解,并结合Foldy-Wouthuysen变换,说明了在相对论情况下,中心力场中携带固定总角动量量子数的电子沿z轴传播时也确实存在四分量旋量的涡旋解,从而为有自旋-轨道耦合导致的轨道角动量不守恒但总角动量守恒的系统提供了存在涡旋结构的理论支持.

克尔度规引力场对费米子的量子散射

无中微子双β衰变至今尚未被观察到,同时其存在无法被否定.因此中微子是否是Majorana粒子这个问题目前尚无定论.本文希望从引力对费米子散射的角度研究通过引力场区分中微子费米子类型的可能性.对Levi-Civita联络按宇称变换做分解,在引力场对费米子散射微扰论最低阶近似以及弱引力近似下,发现一般度规的引力场对狄拉克和马约拉纳费米子量子散射矩阵元差别来自宇称变换下类似矢量的部分;对克尔度规的引力场散射,证实不同类型费米子的散射差别与克尔引力源的角动量相关,其散射矩阵元正比于引力源的质量与角动量乘积的平方.以上结果为通过引力场区分费米子类型提供了另外一种可能的方法.

洛伦兹对称破缺与宇宙加速膨胀

1998年的超新星观测表明当今宇宙正在加速膨胀.暗能量是指宇宙加速膨胀的宇宙介质.正的宇宙学常数L是暗能量的重要候选者,但导致宇宙加速膨胀的原因并非L莫属.洛伦兹不变性是物理学最严格的对称性之一,然而所有的量子引力理论都预言了洛伦兹对称性的破缺.基于大尺度洛伦兹破缺(LargeScale Lorentz Violation,LSLV)的宇宙学模型,讨论了有效引力理论修正的Friedmann方程,由此可以得到,大尺度上的洛伦兹破缺和宇宙学常数项的综合效应会产生后期观测到的宇宙加速膨胀.

会讯

9月2日到6日,我校召开了校党委扩大会,党委系统和行政系统共148人参加了会议。这次会议是我校规模最大、时间最长的一次党委扩大会。

对微扰论波函数的非正交修正

不含时微扰论对非简并能级的修正是相当精确的,然而对波函数的修正精度却不能令人满意.经过审视微扰论的推导过程,可以发现,造成这一精度差异的原因或许就是"正交性假设"."正交性假设",即零阶以上的任意阶修正波函数与零阶波函数都正交,是建立微扰论的过程中习惯上使用的一个附加条件.详细探讨了"正交性假设",并利用波函数的归一化属性得到了关于高阶修正波函数的一个约束条件,而这个条件暗示了在二阶及以上精度不适合继续使用"正交性假设".可以证明,在不引入"正交性假设"的情况下,能级修正的结果和正交情况是完全一致的,但是修正波函数的结果与正交情况却出现了不容忽视的差异.这个现象可以合理解释之前的精度问题.作为一个具体示例,计算了匀强电场中一维带电谐振子系统的前三阶非正交修正波函数.对比此系统的解析解,可以发现波函数的非正交修正比正交修正确实具有更高的精度.简单探讨了推广到简并微扰论的情况,结合近期Stark问题的进展,给出了检验非正交微扰修正的思路.

量子色动力学演化方程中的高扭度效应

结合HERA有关核子结构函数与其斜率的实验数据 ,讨论了在量子色动力学演化方程中存在高扭度重组效应的可能性 .

文化视域下民族音乐与小学音乐教学的融合

民族音乐作为我国传统艺术的重要文化资源,具有丰富性和独特性等多种特点。在小学音乐教学中引入民族音乐,能够帮助学生陶冶情操,培养学生的音乐感知能力和创造能力,引导学生树立正确的文化价值观,达到美育的目的。文化视域下,通过合作探究、引入乐器、情境体验、自主创编等路径,将民族音乐与小学音乐教学互相融合,提升小学音乐的教学效果。

部分子关联函数的性质

利用共线极限下的时序微扰理论将关联函数的切割法则推广到包含ans( μ2 )阶的微扰QCD修正 。

具有庞加莱子群形变群对称性时空中的场论构造

当今物理实验对局域Lorentz和CPT对称性的破缺程度给出了严格的限制,但同时有诸多细微现象都似乎表示这两者可能是破缺的.找到这种可能的破缺并给出匹配的合理的物理图景,将是一件很有意义的事情.由于对所有洛伦兹子群与时空平移群的半直积群进行形变所可能得到的形变群其相应的时空几何实现基本都是Finsler类型的,在本文中研究了这些时空几何中的质点动力学,得到了其色散关系,并据此研究了这些Finsler时空所容许的场论模型,讨论了标量场、旋量场、矢量场和规范耦合的动力学和相对闵氏时空中场论由形变引起的修正.本文选择研究的Finsler结构,具有明显的时空方向依赖性的.因而,如果时空是Finsler的,那么可以通过某些精心设计的实验观测到这种方向依赖性.

大尺度有效引力理论与洛仑兹破缺

微波背景辐射的多普勒效应可能意味着在宇宙学尺度上洛仑兹boost不变性的破缺,假定洛仑兹对称性从星系尺度上开始部分破缺,以非常狭义相对理论模型的对称群为例,构造了其相应的规范理论作为大尺度上的有效引力理论,发现这些洛仑兹破缺的引力模型共同特征是即使物质源为普通标量物质时,时空挠率和contortion也一般不会为零,而广义相对论在这种情况下给出零挠率和零contortion,时空联络为Levi-Civita联络.非零contortion的存在贡献一个等效的能量动量张量分布,在星系乃至星系团尺度上的静态解中扮演暗物质角色,在宇宙学尺度上的类Roberson-Walker膨胀解中扮演暗物质与暗能量的角色,很可能会贡献一部分暗物质、暗能量效应.以Sim(2)为例,特别研究了其规范理论的自洽性,包括Maurer-Cartan方程在Sim(2)上的闭合性和以及由Jacobi恒等式在Sim(2)上导致的第一和第二Bianchi恒等式.