نموذج سولر

نموذج سولر هو نموذج لنظرية المجال الكمومي لفيرميونات ديراك التي تتفاعل عبر تفاعلات فيرميونية رباعية في ثلاثة أبعاد مكانية وبُعد زمني واحد. وقد طُرح هذا النموذج في عام 1938 من قِبل ديمتري إيفانينكو [ 1 ] ، ثم أُعيد تقديمه ودراسته في عام 1970 من قِبل ماريو سولر [ 2 ] كنموذج مبسط للإلكترونات ذاتية التفاعل .

يتم وصف هذا النموذج بواسطة كثافة لاغرانجية

ل=ψ¯(أنا/-م)ψ+ز2(ψ¯ψ)2{\displaystyle {\mathcal {L}}={\overline {\psi }}\left(i\partial \!\!\!/-m\right)\psi +{\frac {g}{2}}\left({\overline {\psi }}\psi \right)^{2}}

أينز{\displaystyle g}هو ثابت الاقتران ، /=μ=03γμxμ{\displaystyle \partial \!\!\!/=\sum _{\mu =0}^{3}\gamma ^{\mu }{\frac {\partial }{\partial x^{\mu }}}}في تدوينات فاينمان المائلة ،ψ¯=ψ*γ0{\displaystyle {\overline {\psi }}=\psi ^{*}\gamma ^{0}}. هناγμ{\displaystyle \gamma ^{\mu }}،0μ3{\displaystyle 0\leq \mu \leq 3}، هي مصفوفات غاما ديراك .

يمكن كتابة المعادلة المقابلة على النحو التالي

أناتψ=-أناج=13αجxجψ+مβψ-ز(ψ¯ψ)βψ{\displaystyle i{\frac {\partial }{\partial t}}\psi =-i\sum _{j=1}^{3}\alpha ^{j}{\frac {\partial }{\partial x^{j}}}\psi +m\beta \psi -g({\overline {\psi }}\psi )\beta \psi }،

أينαج{\displaystyle \alpha ^{j}}،1ج3{\displaystyle 1\leq j\leq 3}، وβ{\displaystyle \beta }هي مصفوفات ديراك . في بُعد واحد، يُعرف هذا النموذج باسم نموذج غروس-نيفو الضخم . [ 3 ] [ 4 ]

التعميمات

التأشير العام الشائع هو

ل=ψ¯(أنا/-م)ψ+ز(ψ¯ψ)ك+1ك+1{\displaystyle {\mathcal {L}}={\overline {\psi }}\left(i\partial \!\!\!/-m\right)\psi +g{\frac {\left({\overline {\psi }}\psi \right)^{k+1}}{k+1}}}

معك>0{\displaystyle k>0}أو حتى

ل=ψ¯(أنا/-م)ψ+F(ψ¯ψ){\displaystyle {\mathcal {L}}={\overline {\psi }}\left(i\partial \!\!\!/-m\right)\psi +F\left({\overline {\psi }}\psi \right)}،

أينF{\displaystyle F}هي دالة سلسة.

سمات

التناظر الداخلي

إلى جانب التناظر الوحدوي U(1) ، فإن المعادلة في الأبعاد 1 و2 و3 لها تناظر داخلي عالمي SU(1,1) . [ 5 ]

قابلية إعادة التطبيع

يمكن إعادة تطبيع نموذج سولر عن طريق حساب القوة لـك=1{\displaystyle k=1}وفي بُعد واحد فقط، وغير قابلة لإعادة التطبيع للقيم الأعلى منك{\displaystyle k}وفي أبعاد أعلى.

حلول الموجة المنفردة

يسمح نموذج سولر بحلول الموجات المنفردة بالشكل التالي ϕ(x)هـ-أناωت،{\displaystyle \phi (x)e^{-i\omega t},} أينϕ{\displaystyle \phi }يتم تحديد موقعها (تصبح صغيرة عندماx{\displaystyle x}(كبير) وω{\displaystyle \omega }هو عدد حقيقي . [ 6 ]

الاختزال إلى نموذج ثيرينغ الضخم

في البعد المكاني الثاني، يتطابق نموذج سولر مع نموذج ثيرينغ الضخم، وذلك بسبب العلاقة (ψ¯ψ)2=جμجμ{\displaystyle ({\bar {\psi }}\psi )^{2}=J_{\mu }J^{\mu }}، مع ψ¯ψ=ψ*σ3ψ{\displaystyle {\bar {\psi }}\psi =\psi ^{*}\sigma _{3}\psi } الكمية القياسية النسبية و جμ=(ψ*ψ،ψ*σ1ψ،ψ*σ2ψ){\displaystyle J^{\mu }=(\psi ^{*}\psi ,\psi ^{*}\sigma _{1}\psi ,\psi ^{*}\sigma _{2}\psi )} كثافة تيار الشحنة. وتنتج العلاقة من المتطابقة (ψ*σ1ψ)2+(ψ*σ2ψ)2+(ψ*σ3ψ)2=(ψ*ψ)2{\displaystyle (\psi ^{*}\sigma _{1}\psi )^{2}+(\psi ^{*}\sigma _{2}\psi )^{2}+(\psi ^{*}\sigma _{3}\psi )^{2}=(\psi ^{*}\psi )^{2}}، لأيψج2{\displaystyle \psi \in \mathbb {C} ^{2}}[ 7 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ديمتري إيفانينكو (1938). "ملاحظات على نظرية التفاعل عبر الجسيمات" (ملف PDF) . مجلة الفيزياء التجريبية والنظرية 8 : 260-266 .
  2. ماريو سولير (1970). "حقل سبينوري كلاسيكي، مستقر، غير خطي ذو طاقة سكون موجبة" . مجلة الفيزياء D. 1 ( 10): 2766-2769 . Bibcode : 1970PhRvD...1.2766S . doi : 10.1103/PhysRevD.1.2766 .
  3. غروس، ديفيد ج. ونيفو ، أندريه (1974). "كسر التناظر الديناميكي في نظريات الحقول الحرة التقاربية". مجلة الفيزياء المراجعة د . 10 (10): 3235-3253 . رمز Bibcode : 1974PhRvD..10.3235G . doi : 10.1103/PhysRevD.10.3235 .{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  4. SY Lee & A. Gavrielides (1975). "تكميم الحلول الموضعية في نظريات المجال ثنائية الأبعاد للفيرميونات الضخمة" . Phys. Rev. D. 12 ( 12): 3880–3886 . Bibcode : 1975PhRvD..12.3880L . doi : 10.1103/PhysRevD.12.3880 .
  5. جاليندو، أ. (1977). "ثبات ملحوظ لدوال لاغرانج الكلاسيكية لديراك". رسائل إلى نوفو سيمينتو . 20 (6): 210-212 . doi : 10.1007/BF02785129 . S2CID 121750127 . 
  6. تيري كازيناف ولويس فاسكيز (1986). "وجود حلول موضعية لحقل ديراك غير خطي كلاسيكي" . مجلة الاتصالات في الفيزياء الرياضية . 105 (1): 35-47 . رمز Bibcode : 1986CMaPh.105...35C . doi : 10.1007/BF01212340 . S2CID 121018463 . 
  7. ج. كويفاس-مارافير؛ ب. ج. كيفريكيديس؛ أ. ساكسينا؛ أ. كوميتش؛ ر. لان (2016). "استقرار الموجات الانفرادية والدوامات في نموذج ديراك غير خطي ثنائي الأبعاد". مجلة Physical Review Letters، 116 ( 21)، 214101. arXiv : 1512.03973 . Bibcode : 2016PhRvL.116u4101C . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.214101 . PMID: 27284659. S2CID : 15719805 .