Aσυμπτωτική ελευθερία
αγγλικά : Asymptotic freedom
γαλλικά :
γερμανικά :
Στη φυσική των σωματιδίων, η ασυμπτωτική ελευθερία είναι μια ιδιότητα ορισμένων θεωριών βαθμίδας που προκαλούν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ σωματιδίων να γίνουν ασυμπτωτικά ασθενέστερες καθώς αυξάνεται η ενεργειακή κλίμακα και μειώνεται η αντίστοιχη κλίμακα μήκους.
Η ασυμπτωτική ελευθερία είναι ένα χαρακτηριστικό της κβαντικής χρωμοδυναμικής (QCD), η κβαντική θεωρία πεδίου της ισχυρής αλληλεπίδρασης μεταξύ κουάρκ και γκλουόνων, των θεμελιωδών συστατικών της πυρηνικής ύλης. Τα κουάρκς αλληλεπιδρούν ασθενώς σε υψηλές ενέργειες, επιτρέποντας υπολογισμούς διαταραχών. Σε χαμηλές ενέργειες, η αλληλεπίδραση γίνεται ισχυρή, οδηγώντας στον περιορισμό των κουάρκ και των γκλουόνων εντός των σύνθετων αδρονίων.
Η ασυμπτωτική ελευθερία του QCD ανακαλύφθηκε το 1973 από τους David Gross και Frank Wilczek, [1] και ανεξάρτητα από τον David Politzer τον ίδιο χρόνο. [2] Για το έργο αυτό και οι τρεις μοιράστηκαν το βραβείο Νόμπελ του 2004 στη Φυσική. [3]
Ανακάλυψη
Η ασυμπτωτική ελευθερία στο QCD ανακαλύφθηκε το 1973 από τους David Gross και Frank Wilczek, [1] και ανεξάρτητα από τον David Politzer τον ίδιο χρόνο. [2] Το ίδιο φαινόμενο είχε παρατηρηθεί στο παρελθόν (στην κβαντική ηλεκτροδυναμική με ένα φορτισμένο διανυσματικό πεδίο από τους VS Vanyashin και MV Terent'ev το 1965 · [4] και θεωρία Yang-Mills από τον Iosif Khriplovich το 1969 [5] και τον Gerard 't Hooft το 1972 [6] [7]), αλλά η φυσική του σημασία δεν πραγματοποιήθηκε μέχρι το έργο των Gross, Wilczek και Politzer, το οποίο αναγνωρίστηκε από το βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 2004. [3]
Η ανακάλυψη ήταν καθοριστική για την «αποκατάσταση» της κβαντικής θεωρίας πεδίου. [7] Πριν από το 1973, πολλοί θεωρητικοί υποπτεύονταν ότι η θεωρία πεδίου ήταν θεμελιωδώς ασυνεπής επειδή οι αλληλεπιδράσεις έγιναν απεριόριστα ισχυρές σε μικρές αποστάσεις. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται συνήθως πόλος Landau και καθορίζει τη μικρότερη κλίμακα μήκους που μπορεί να περιγράψει μια θεωρία. Αυτό το πρόβλημα ανακαλύφθηκε σε επιτόπιες θεωρίες αλληλεπίδρασης βαθμίδων και περιστρεφόμενων σπινθηριστών, συμπεριλαμβανομένης της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής (QED), και η θετικότητα της Lehman οδήγησε πολλούς να υποψιάζονται ότι είναι αναπόφευκτο. [8] Οι ασυμπτωτικά ελεύθερες θεωρίες γίνονται αδύναμες σε μικρές αποστάσεις, δεν υπάρχει πόλος Landau και αυτές οι θεωρίες κβαντικών πεδίων πιστεύεται ότι είναι απολύτως συνεπείς σε οποιαδήποτε κλίμακα μήκους.
Το πρότυπο μοντέλο δεν είναι ασυμπτωματικά ελεύθερο, με το Landau πόλο πρόβλημα όταν εξετάζουμε το μποζόνιο Higgs. Η κβαντική τετριμμένη ικανότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δέσμευση ή την πρόβλεψη παραμέτρων όπως η μάζα μποζονίου Higgs. Αυτό οδηγεί σε μια προβλέψιμη μάζα Higgs σε ασυμπτωτικά ασφαλή σενάρια . Σε άλλα σενάρια οι αλληλεπιδράσεις είναι αδύναμες, ώστε να προκύπτει ασυνέπεια σε αποστάσεις μικρότερες από το μήκος του Planck. [9]
D.J. Gross; F. Wilczek (1973). "Ultraviolet behavior of non-abelian gauge theories". Physical Review Letters. 30 (26): 1343–1346. Bibcode:1973PhRvL..30.1343G. doi:10.1103/PhysRevLett.30.1343.
H.D. Politzer (1973). "Reliable perturbative results for strong interactions". Physical Review Letters. 30 (26): 1346–1349. Bibcode:1973PhRvL..30.1346P. doi:10.1103/PhysRevLett.30.1346.
"The Nobel Prize in Physics 2004". Nobel Web. 2004. Retrieved 2010-10-24.
V.S. Vanyashin; M.V. Terent'ev (1965). "The vacuum polarization of a charged vector field" (PDF). Journal of Experimental and Theoretical Physics. 21 (2): 375–380. Bibcode:1965JETP...21..375V.
I.B. Khriplovich (1970). "Green's functions in theories with non-Abelian gauge group". Soviet Journal of Nuclear Physics. 10: 235–242.
G. 't Hooft (June 1972). "Unpublished talk at the Marseille conference on renormalization of Yang–Mills fields and applications to particle physics".
Gerard 't Hooft, "When was Asymptotic Freedom discovered? or The Rehabilitation of Quantum Field Theory", Nucl. Phys. Proc. Suppl. 74:413–425, 1999, arXiv:hep-th/9808154
D.J. Gross (1999). "Twenty Five Years of Asymptotic Freedom". Nuclear Physics B: Proceedings Supplements. 74 (1–3): 426–446. arXiv:hep-th/9809060. Bibcode:1999NuPhS..74..426G. doi:10.1016/S0920-5632(99)00208-X.
Callaway, D. J. E. (1988). "Triviality Pursuit: Can Elementary Scalar Particles Exist?". Physics Reports. 167 (5): 241–320. Bibcode:1988PhR...167..241C. doi:10.1016/0370-1573(88)90008-7.
G. F. Giudice; G. Isidori; A. Salvio; A. Strumia (2015). "Softened Gravity and the Extension of the Standard Model up to Infinite Energy". Journal of High Energy Physics. 2015 (2): 137. arXiv:1412.2769. Bibcode:2015JHEP...02..137G. doi:10.1007/JHEP02(2015)137.
S. Pokorski (1987). Gauge Field Theories. Cambridge University Press. ISBN 0-521-36846-4.
Hellenica World - Scientific Library
Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License
