Модель двойного сверхпроводника

В теории квантовой хромодинамики модели двойного сверхпроводника объяснить удержание кварков теории в терминах электромагнитной двойной сверхпроводимости пытаются .

Обзор

В электромагнитной дуальной теории роли электрического и магнитного полей меняются местами. Теория сверхпроводимости БКШ объясняет сверхпроводимость как результат конденсации электрических зарядов в куперовские пары . В двойном сверхпроводнике аналогичный эффект возникает за счет конденсации магнитных зарядов (также называемых магнитными монополями ). В обычной электромагнитной теории не было показано существование монополей. Однако в квантовой хромодинамике — теории цветового заряда , которая объясняет сильное взаимодействие между кварками — цветные заряды можно рассматривать как (неабелевы) аналоги электрических зарядов, и известно, что существуют соответствующие магнитные монополи. Модели двойных сверхпроводников предполагают, что конденсация этих магнитных монополей в сверхпроводящем состоянии объясняет ограничение цвета — явление, при котором при низких энергиях наблюдаются только связанные состояния нейтрального цвета.

Качественно конфайнмент в моделях двойного сверхпроводника можно понимать как результат, двойственный эффекту Мейсснера . Эффект Мейсснера говорит о том, что сверхпроводящий металл пытается вытеснить линии магнитного поля из своей внутренней части. Если магнитное поле вынуждено проходить через сверхпроводник, силовые линии сжимаются в «трубках» магнитного потока, известных как флюксоны . В двойном сверхпроводнике роли магнитного и электрического полей меняются, и эффект Мейснера пытается вытеснить силовые линии электрического поля. Кварки и антикварки несут противоположные цветные заряды, а для пары кварк-антикварк «электрические» силовые линии идут от кварка к антикварку. Если пару кварк-антикварк погрузить в двойной сверхпроводник, то силовые линии электрического поля сжимаются до силовой трубки. Энергия, связанная с трубкой, пропорциональна ее длине, а потенциальная энергия кварка-антикварка пропорциональна их расстоянию. Потенциальная энергия цветных объектов становится бесконечной в пределе большого расстояния при прочих равных условиях, хотя на самом деле, когда она становится достаточно большой, чтобы образовать из вакуума новую пару кварк-антикварк, они расщепляют силовую трубку и связывают исходному антикварку и кварку. Таким образом, кварк-антикварк всегда будет связываться независимо от их разделения, что объясняет, почему несвязанные кварки никогда не обнаруживаются.

Двойные сверхпроводники описываются (двойственной) моделью Ландау-Гинзбурга , которая эквивалентна абелевой модели Хиггса . Граничные условия модели мешка MIT для глюонных полей аналогичны условиям двухцветного сверхпроводника.

Модель двойного сверхпроводника мотивирована несколькими наблюдениями в расчетах с использованием калибровочной теории решетки . Однако модель имеет и некоторые недостатки. В частности, хотя он удерживает цветные кварки, он не может ограничить цвет некоторых глюонов , допуская цветные связанные состояния при энергиях, наблюдаемых в коллайдерах частиц .

Ссылки

• Рипка, Жорж (2004). Двойные сверхпроводниковые модели цветового ограничения . Конспект лекций по физике. Том. 639. Спрингер. ISBN  978-3-540-20718-4 .

См. также

• КХД-вакуум
• Максимальная абелева калибровка