الأشباح (الفيزياء)

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

في نظرية الحقل الكمومي ، يُشير مصطلح "الشبح " أو "حقل الشبح" أو "جسيم الشبح" أو "شبح القياس" إلى حالة غير فيزيائية في نظرية القياس . تُستخدم هذه الأشباح للحفاظ على ثبات القياس في النظريات التي يتجاوز فيها عدد مكونات الحقل المحلي عدد درجات الحرية الفيزيائية . تضمن الأشباح الاتساق الرياضي في نظريات القياس.

إذا كانت نظرية معينة متسقة ذاتيًا بإدخال الجسيمات الوهمية، تُصنف هذه الحالات على أنها "جيدة". الجسيمات الوهمية الجيدة هي جسيمات افتراضية تُدخل لأغراض التنظيم ، مثل جسيمات فاديف-بوبوف الوهمية . أما الجسيمات الوهمية "السيئة"، فتسمح بوجود حالات غير افتراضية غير مرغوب فيها في النظرية، مثل جسيمات باولي-فيلارس الوهمية التي تُدخل جسيمات ذات طاقة حركية سالبة.

من الأمثلة على الحاجة إلى الحقول الوهمية الفوتون ، الذي يُوصف عادةً بجهد متجه رباعي المكونات Aμ ، حتى وإن كان للضوء استقطابان مسموح بهما فقط في الفراغ. ولإزالة درجات الحرية غير الفيزيائية، من الضروري فرض بعض القيود؛ وإحدى طرق تحقيق ذلك هي إدخال حقل وهمي في النظرية. مع أنه ليس من الضروري دائمًا إضافة حقول وهمية لتكميم المجال الكهرومغناطيسي ، إلا أن الحقول الوهمية ضرورية لتكميم نظرية يانغ-ميلز غير الأبيلية بشكل متسق ودقيق ، كما هو الحال في تكميم BRST . [ 1 ] [ 2 ]

يُطلق على المجال الذي يحتوي على عدد الأشباح السالب (عدد إثارات الأشباح في المجال) اسم الأشباح المضادة .

تُرفض بعض نظريات الجاذبية الكمومية عادةً لاحتوائها على نوع خاطئ من الجسيمات الوهمية، كما هو الحال في الجاذبية التربيعية . [ 3 ] وتوجد أيضاً نظريات لتفسير هذه الجسيمات الوهمية. [ 3 ]

أشباح طيبة

الأشباح الجيدة هي جسيمات افتراضية تُستخدم للحفاظ على الاتساق الرياضي في نظرية القياس؛ وغالبًا ما تُستخدم كأداة للتنظيم. ومن الأمثلة الشائعة عليها أشباح فاديف-بوبوف ، التي تظهر في تكميم نظريات القياس غير التبادلية . تُساعد هذه الأشباح في إزالة درجات الحرية غير الفيزيائية والحفاظ على ثبات القياس.

أشباح فادييف-بوبوف

تُعدّ أشباح فادييف-بوبوف حقولاً مضادة للتبادل دخيلة ، تُستخدم للحفاظ على اتساق صياغة التكامل المساري في نظريات القياس غير الأبيلية ، مثل تلك التي تصف القوة النووية القوية . وقد سُميت نسبةً إلى لودفيج فادييف وفيكتور بوبوف . [ 4 ] [ 5 ]

بوزونات غولدستون

يُشار أحيانًا إلى بوزونات غولدستون باسم "الأشباح"، خاصةً عند الحديث عن البوزونات المتلاشية الناتجة عن الكسر التلقائي لتناظر التفاعل الكهروضعيف عبر آلية هيغز . هذه "الأشباح الجيدة" هي نتاج تثبيت القياس. تتوافق مركبات الاستقطاب الطولي لبوزوني W وZ مع بوزونات غولدستون للجزء المكسور تلقائيًا من تناظر التفاعل الكهروضعيف SU(2) ⊗ U(1) ، والتي لا يمكن رصدها. ولأن هذا التناظر مُقاس، فإن بوزونات غولدستون الثلاثة، أو "الأشباح"، تُبتلع بواسطة بوزونات القياس الثلاثة ( W ± و Z ) التي تُقابل المولدات الثلاثة المكسورة؛ وهذا يُكسب بوزونات القياس الثلاثة هذه كتلة، ودرجة حرية الاستقطاب الثالثة الضرورية المرتبطة بها. [ 6 ]

الأشباح الشريرة

تمثل "الأشباح السيئة" معنى آخر وأكثر عمومية لكلمة "شبح" في الفيزياء النظرية: حالات ذات معيار سلبي، [ 7 ] أو حقول ذات إشارة خاطئة للحد الحركي ، مثل أشباح باولي-فيلار ، التي يسمح وجودها بأن تكون الاحتمالات سالبة مما ينتهك مبدأ الوحدة . [ 8 ]

شبح لاندو

يُشار أحيانًا إلى قطب لاندو باسم شبح لاندو . سُمي هذا الشبح نسبةً إلى ليف لاندو ، وهو عبارة عن تناقض في عملية إعادة التطبيع حيث لا توجد حرية تقاربية عند مقاييس الطاقة الكبيرة. [ 9 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ فادييف، لودفيج د. (2009). "أشباح فادييف-بوبوف" . موسوعة سكولاربيديا . 4 (4): 7389. رمز Bibcode : 2009SchpJ...4.7389F . doi : 10.4249/scholarpedia.7389 . ISSN 1941-6016 . 
  2. ^ بيتشي، كارلو ماريا. إيمبيمبو ، كاميلو (2008/10/26). "تناظر Becchi-Rouet-Stora-Tyutin" . سكولاربيديا . 3 (10): 7135. بيب كود : 2008SchpJ...3.7135B . دوى : 10.4249/scholarpedia.7135 . ردمك 1941-6016 . 
  3. وود ، تشارلي ( 17 نوفمبر 2025). "نظرية 'الشبح' القديمة للجاذبية الكمومية تعود من جديد" . مجلة كوانتا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2025 .
  4. ↑ فادييف، لودفيج د .؛ بوبوف، فيكتور ن. (1967). "مخططات فاينمان لحقل يانغ-ميلز". رسائل الفيزياء ب . 25 (1): 29-30 . رمز Bibcode : 1967PhLB...25...29F . doi : 10.1016/0370-2693(67)90067-6 . ISSN 0370-2693 .  
  5. ↑ تشين، دبليو إف (2008)، "نظرية الحقل الكمومي والهندسة التفاضلية"، المجلة الدولية لأساليب الهندسة في الفيزياء الحديثة ، 10 (4): 1350003، arXiv : 0803.1340v2 ، doi : 10.1142/S0219887813500035 ، S2CID 16651244 
  6. ↑ غريفيث، ديفيد ج. (1987). مقدمة في الجسيمات الأولية . نيويورك: وايلي. ISBN 0-471-60386-4. OCLC 19468842 . 
  7. ↑ هوكينج، ستيفن دبليو .؛ هيرتوغ، توماس (2002). "العيش مع الأشباح". مجلة Physical Review D. 65 ( 10) 103515. arXiv : hep-th/0107088 . Bibcode : 2002PhRvD..65j3515H . doi : 10.1103/PhysRevD.65.103515 . S2CID 2412236 . 
  8. ↑ إسحاق بارس، جون تيرنينغ (2010). أبعاد إضافية في المكان والزمان . ص 70. Bibcode : 2010edst.book.....B . 
  9. ↑ داينتيث، جون، محرر. (2009). "شبح لاندو". قاموس الفيزياء ( الطبعة السادسة). أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN  978-0-19-923399-1OCLC 244417456. مؤرشف من الأصل بتاريخ 28-12-2017 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-04-2018 .