Тахионная конденсация

Тахионная конденсация — это процесс в физике элементарных частиц , в котором система может снизить свою потенциальную энергию за счет спонтанного образования частиц. Конечным результатом является «конденсат» частиц, заполняющий объем системы. второго рода Тахионная конденсация тесно связана с фазовыми переходами .

Технический обзор

Тахионная конденсация — это процесс, в котором тахионное поле — обычно скалярное поле — с комплексной массой приобретает вакуумное математическое ожидание и достигает минимума потенциальной энергии. В то время как поле является тахионным и неустойчивым вблизи локального максимума потенциала, поле приобретает неотрицательный квадрат массы и становится стабильным вблизи минимума.

Появление тахионов — потенциально серьезная проблема для любой теории; Примерами тахионных полей, поддающихся конденсации, являются все случаи спонтанного нарушения симметрии . В физике конденсированного состояния ярким примером является ферромагнетизм ; В физике элементарных частиц наиболее известным примером является механизм Хиггса в Стандартной модели , который нарушает электрослабую симметрию.

конденсата

Хотя идея тахионной мнимой массы может показаться тревожной, поскольку не существует классической интерпретации мнимой массы, масса не квантуется. Скорее, это скалярное поле ; даже для тахионных квантовых полей операторы поля в пространственноподобных разделенных точках все еще коммутируют (или антикоммутируют) , таким образом сохраняя причинность. Следовательно, информация все еще не распространяется быстрее света. нет и решения растут экспоненциально, но не сверхсветово (нарушения причинности ).

«Мнимая масса» на самом деле означает, что система становится нестабильной. Поле нулевого значения находится на локальном максимуме, а не на локальном минимуме своей потенциальной энергии, подобно шару на вершине холма. Очень маленький импульс (который всегда будет происходить из-за квантовых флуктуаций) приведет к скатыванию поля с экспоненциально возрастающей амплитудой к локальному минимуму. Таким образом, конденсация тахионов переводит физическую систему, которая достигла локального предела и от которой можно наивно ожидать, что она будет производить физические тахионы, в альтернативное стабильное состояние, в котором физические тахионы не существуют. Как только тахионное поле достигает минимума потенциала, его кванты перестают быть тахионами, а превращаются в обычные частицы с положительным квадратом массы, такие как бозон Хиггса .

В теории струн

В конце 1990-х годов Ашок Сен предположил , что что тахионы, переносимые открытыми струнами , прикрепленными к D-бранам в теории струн, отражают нестабильность D-бран по отношению к их полной аннигиляции. Полная энергия, переносимая этими тахионами, была рассчитана в теории струнного поля ; оно согласуется с полной энергией D-бран, и все остальные тесты также подтвердили гипотезу Сена. Поэтому тахионы стали активной областью интереса в начале 2000-х годов.

Характер конденсации тахионов с закрытыми струнами более тонкий, хотя первые шаги к пониманию их судьбы были сделаны Адамсом, Полчински и Сильверстайном в случае тахионов с скрученными закрытыми струнами, а также Симеоном Хеллерманом и Яном Суонсоном. в более широком спектре случаев. Судьба замкнутых струнных тахионов в 26-мерной теории бозонных струн остается неизвестной, хотя недавний прогресс выявил новые интересные разработки.

См. также

• Конденсат Бозе-Эйнштейна – процесс конденсации, наблюдавшийся экспериментально через 70 лет после того, как он был предложен теоретически.
• Конденсация Гауджино

Внешние ссылки

• Тахионная конденсация на arxiv.org