守恒荷算符对称性的"边界"条件

王为民 (四川省南充市龙门中学 邮编 637103)

理论物理学的大统一理论具有严密的逻辑链条：
一切从对称性开始，人的身体近似左右对称，雪花绕中心每绕1/6个圆周对称，圆周绕任意角对称。
Noether定理指出：对称性表现在场论中就是场方程（如狄拉克方程、麦克斯韦方程等）的形式在某些变换（时空变换，规范变换等）的不变性，而场方程的不变性又可以更简单地用拉式密度的不变性来表达，而拉式密度的不变性自然导出对称性所蕴含的守恒流和守恒量，如时间平移，能量守恒，空间平移，动量守恒，无穷小Lorentz变换，Lorentz标量守恒。
在场论中，对进行规范变换，产生的守恒量又叫做守恒荷，守恒荷算符化以后构成对称群李代数。
由守恒荷算符可以得到幺正算符，幺正算符作用在真空态仍然得到真空态，这就要求守恒荷算符湮灭真空：
Qi|0> = 0
如果真空|0>是退化的基态,
守恒荷算符就不能湮灭真空
Qi|0> ≠ 0
此时,在有限体积和短程力情况下,引入对易子
[Qi,O] ≠ 0
这成为破坏守恒荷算符对称性的"边界"条件.
哥德斯通（Goldstone）定理指出，如果δj = 0
存在 ≠ 0
则存在零质量的哥德斯通粒子,其量子态为|G>,使
≠ 0
≠ 0
哥德斯通（Goldstone）粒子的消失与规范场粒子获得质量同时产生,这就是黑格斯机制.
1967-1968年温伯格-莎拉姆利用自发破缺的黑格斯机制提出了SU(2)×SU(1)弱电统一规范理论,1983年科学家发现了传递弱力的W±和Z°粒子。
20世纪70年代提出了SU（3）强相互作用理论，建立了三代夸克三代轻子和传递电磁场相互作用的光子，传递弱作用的W±和Z°粒子，传递色相互作用的8种胶子以及产生粒子质量的黑格斯粒子的标准粒子模型。