SU3-IBM分享 http://blog.sciencenet.cn/u/qiaoqiao1980 努力揭开更多原子核的秘密

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突然顿悟,真相原来如此简单

已有 516 次阅读 2024-9-26 15:39 |个人分类:我思故我在|系统分类:观点评述

    经过五年的漫长思索,在无人之地的孤独前行,在这个时候终于突然顿悟,开花结果,真相原来如此简单。

    2019年初,当我知道Cd疑难实验的时候,我感到非常震惊。原子核物理作为一个老的研究领域,不管是低能还是高能,都已经研究很多年了。许多观念已经根深蒂固,得到了实验的支持,直接和间接的。所以我从来没有想过,虽然我一开始就是研究核结构的,这个研究领域居然会出现真正的问题,甚至错误。

    在五年前的这个时候,我已经开始确定一些东西,Cd核看来真不是球形的,而我一直编制的程序似乎可以给出新的东西,而这需要认真的计算。所以十一一家人去我老丈人家的时候,我把电脑都带着了,那几天我一直在算,而算出来的结果让我感到深深的震撼。

    有的时候一些巧合让人深感命运的无常。我当年高考发挥失常,而且失常的非常厉害,这让我对整个未来抱着极大的失望。我在没有学习物理学的时候,就决定要研究物理学。所以当高考没有考好后,我似乎充满了难以想象的失望,于是我报志愿填报辽师的时候,首先报了数学,然后才是物理。

    我清晰地记得,快要开学的某一天的早晨,还下着大雨,我二叔冲进了我家,告诉我考上了辽师的物理专业。这让我非常震惊。震惊的不是考了辽师,而是读了物理专业。后来我知道,如果我的分数再高一点,就去数学专业了。失常的还得厉害一些,才能学物理。

     就是几分之差,人生完全不同。

     很多时候,我都惊奇这个发生的事情。 这是一个真正巧合的事情啊。

     如果学了数学,我不会考研,基本上就是去一个高中当老师了。

     学了物理我还是很高兴的。

     而继续学物理,我终归内心不甘,还是考了研究生,考了辽师的研究生,研究核结构。一看就没什么前途的研究方向。

     一直到五年前,我才似乎觉察到命运的无情和不可思议,我看到了不可思议的巧合。我一直没有放弃的程序,居然真的起作用了。在这之前当然也发生了各种事情,都促成了这个巧合的发生。

     很多事情的发生,都是各种巧合积累的结果。所以说,很多事情是没有原因的。

     我提出了SU3-IBM,然后一点点的验证它。在前三年,当然比较痛苦。而最近的两年,开始突飞猛进。过去的五年,这个哈密断量给我带来了的都是惊奇,它居然真的好使,而且比我预料的还好使。

     这也让我陷入了困惑之中,为什么?

     特别是关于Cd核和Hg核的更加大范围的拟合,结果非常精致,这更是让我想知道究竟发生了什么。

     特别是这个SU3-IBM中的SU(3)对称性是怎么出来的?在原子核中,似乎只有核子内的夸克和胶子才具有SU(3)对称性,但是这两者之间产生关系,怎么可能?

     但是似乎这是唯一的可能。

     我于是又往前走了一步,这一步我想知道一个答案。

     当年哥白尼提出了日心说,但是没有多少人相信,因为这根本无法让人相信。想一想,一个地球绕着太阳在宇宙中疯狂的旋转,人怎么没有被甩出去呢?

     但是有很多人开始更加认真的对待这些有趣的行星,其中弟谷给出当时最准确的观测结果,而命运的巧合是,这些数据最终留给了开普勒,而他最终在这些数据中揭示了难以想象的结论。行星围绕太阳旋转,而轨道是一个椭圆。

    这在当时的其他的研究者看来,开普勒一定是疯了,几乎无人相信。

    但是这种不均匀的轨迹,促使开普勒寻找一个理由,这需要一个太阳和行星之间的引力理论。最终,很多年后,牛顿给出了最后的答案。又很多年以后,爱因斯坦给出了至今最好的答案。

     SU3-IBM也需要一个理由,经过几个月的持续思考,查阅文献,我今天终于明白了。SU3-IBM是一个核结构的描述原子核形变及其低能激发的理论。也就是要寻找原子核形变的起源。这看起来似乎已经解决了。因为1975年的诺贝尔物理学奖就是奖励给了理解原子核形变的三位科学家:雷恩沃特、阿格.玻尔和莫特尔逊。但是SU3-IBM拒绝了这个解释,或者说现有的解释还是太过粗糙以至于不能被看成是正确的。

     显然,当量子色动力学出现以后,我们已经知道原子核中的质子和中子也都是由夸克和胶子构成的。SU3-IBM以非常清晰的方式,告诉我们,这里有一个SU(3)对称性,而唯一和SU(3)对称性有关的只有夸克和胶子。

     这个结论非常简单,但是也非常让人无法相信。

      这段时间,有时候我感觉自己都要疯了。这怎么可能呢?就好像当年有人第一次听到日心说的时候的感觉,那怎么可能呢?

      特别是最近这些天,我姑娘也是弄得我心烦意乱,也主要是因为我的这个结论,我自己都无法相信。虽然数学上是如此的明确,推理是如此的简单,但是怎么可能呢?我甚至开始怀疑自己。

      直到今天,我突然间就顿悟了,原来的确如此。原子核的核子之间,不仅有长程的吸引作用,通过日本科学家汤川秀树的π介子来传递,而且有短距离的排斥作用,正是因为它的存在,原子核才不至于非常小。

      而这个短距离的排斥作用,就会有夸克和胶子的作用。这可以说是原子核中的最短的作用距离了。已经有一些研究者讨论了少核子系统中的这种短距离的夸克胶子作用的结果,他们把这种态成为隐藏色态,因为只有很短的距离才能发现它。

      有人已经猜测,这样的隐藏色态应该存在所有的原子核中,但是没有证据。

      但是Cd疑难和SU3-IBM的发现,实际上就是提出了证据。

      原子核的形状,不是来自核子之间的吸引作用,而是来自于核子之间的排斥作用,最小距离物理决定了最长距离的形变,多么不可思议啊。

     当我突然明白这一点的时候,真是感觉不可思议,如此的简单,怎么就没有想到呢?因为这样的想法,和已经有的观念是完全冲突的啊。

     这种排斥作用,几乎是由夸克和胶子决定的,具有SU(3)对称性,一切都这么简单。核子之间的这种短距离作用会非常不同,导致整体的原子核的形状会非常不同。直接而明了。

     当然,这需要进一步的详细的计算来证实,但是道理基本上已经明白了。后边的工作,就是给出原子核形状的详细的微观机制,比壳模型还微观,从夸克和胶子的角度直接来理解原子核的形状。

     我终于在五年的时间内,迈出了观念上的最后一步,得到了自洽的对于原子核形状的理解。这个故事终于在观念上要结束了,当然后面会有大量的细节上的计算和讨论,要做的文章可能比我以前预测的一万篇还要多,但是都没有像过去的五年一样,迷茫、怀疑、坚持、相信,纠缠在一起。

     这几天,我知道比约肯已经去世的消失后,我内心也几分感伤。从我在大学期间读科普的时候,我就已经了解了他的故事。而如今,人已经走了,但是却依然没有获得诺贝尔物理学奖。当然,比约肯的研究成果早就已经获得巨大了肯定,但是没有获奖依然让人遗憾。

     当我今天忽有所悟的时候,似乎看到了许多了不起的科学家,为了自己的信念,执着于对于这个世界的理解之中,只为找到一点真相。他们其实已经得到了自己想要的一切,他们已经没有遗憾。

     我也没有什么遗憾了,因为我终究迈出了最后的一步。

    



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