نموذج ثيرينغ

نموذج ثيرينغ هو نظرية مجال كمومي قابلة للحل تمامًا تصف التفاعلات الذاتية لحقل ديراك في (1+1) أبعاد.

تعريف

يُعطى نموذج ثيرينغ بواسطة كثافة لاغرانجية

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

أينψ=(ψ+،ψ-){\displaystyle \psi =(\psi _{+},\psi _{-})}يمثل المجال، و g ثابت الاقتران ، و m الكتلة ، وγμ{\displaystyle \gamma ^{\mu }}، لμ=0،1{\displaystyle \mu =0,1}، هي مصفوفات غاما ثنائية الأبعاد .

هذا هو النموذج الفريد لفيرميونات ديراك أحادية البعد (1+1) ذات التفاعل الذاتي الموضعي. في الواقع، نظرًا لوجود 4 حقول مستقلة فقط، وبسبب مبدأ باولي ، فإن جميع التفاعلات الموضعية من الدرجة الرابعة متكافئة؛ وتتلاشى جميع التفاعلات الموضعية ذات القوى الأعلى. (التفاعلات التي تحتوي على مشتقات، مثل(ψ¯/ψ)2{\displaystyle ({\bar {\psi }}\partial \!\!\!/\psi )^{2}}لا يتم أخذها في الاعتبار لأنها غير قابلة لإعادة التطبيع.

تؤكد دوال الارتباط لنموذج ثيرينغ (الكتلة أو عديمة الكتلة) بديهيات أوستروالدر-شرادر، وبالتالي فإن النظرية منطقية كنظرية حقل كمومي .

قضية لا ترقى إلى مستوى الكتلة

نموذج ثيرينغ عديم الكتلة قابل للحل تمامًا بمعنى أن صيغة لـن{\displaystyle n}من المعروف وجود ارتباط بين نقاط المجال.

الحل الدقيق

بعد أن طرحها والتر ثيرينغ ، [ 1 ] حاول العديد من المؤلفين حل حالة انعدام الكتلة، بنتائج متضاربة. وأخيرًا، توصل ك. جونسون إلى الصيغة الصحيحة للارتباط الثنائي والرباعي؛ [ 2 ] ثم قام كل من سي. آر. هاغن [ 3 ] وب. كلايبر [ 4 ] بتوسيع الحل الصريح ليشمل أي دالة ارتباط متعددة النقاط للحقول.

نموذج ثيرينغ الضخم، أو MTM

تم تقييم طيف الكتلة للنموذج ومصفوفة التشتت بشكل صريح باستخدام فرضية بيث . ولا توجد صيغة صريحة للارتباطات . وقد طبق كل من جي آي سيراك، وبي مارانر، وجيه كيه باتشوس نموذج ثيرينغ الكتلي لوصف الشبكات البصرية. [ 5 ]

الحل الدقيق

في بُعد مكاني واحد وبُعد زمني واحد، يمكن حل النموذج باستخدام فرضية بيث . وهذا يُساعد على حساب طيف الكتلة ومصفوفة التشتت بدقة . يُعيد حساب مصفوفة التشتت إنتاج النتائج التي نشرها سابقًا ألكسندر زامولودتشيكوف . نُشرت الورقة البحثية التي تتضمن الحل الدقيق لنموذج ثيرينغ الكتلي باستخدام فرضية بيث لأول مرة باللغة الروسية. [ 6 ] أُجريت إعادة التطبيع فوق البنفسجي في إطار فرضية بيث. تظهر الشحنة الجزئية في النموذج أثناء إعادة التطبيع كقوة تنافر تتجاوز حد القطع.

إنتاج الجسيمات المتعددة يلغي نفسه عند غلاف الكتلة.

يُظهر الحل الدقيق مرة أخرى تكافؤ نموذج ثيرينغ ونموذج ساين-غوردون الكمومي . نموذج ثيرينغ هو نموذج ثنائي من نوع S لنموذج ساين-غوردون . تتوافق الفرميونات الأساسية لنموذج ثيرينغ مع السوليتونات في نموذج ساين-غوردون .

عملية البوزنة

اكتشف إس. كولمان [ 7 ] تكافؤًا بين نموذجي ثيرينغ وساين-غوردون . فعلى الرغم من أن الأخير نموذج بوزوني بحت، فإن فرميونات ثيرينغ عديمة الكتلة تُكافئ البوزونات الحرة؛ كما أن الفرميونات ذات الكتلة تُكافئ بوزونات ساين-غوردون. وتُعد هذه الظاهرة أكثر عمومية في بُعدين، وتُسمى بالبوزنة .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ثيرينغ، و. (1958). "نظرية حقل نسبية قابلة للحل؟". حوليات الفيزياء . 3 (1): 91-112 . Bibcode : 1958AnPhy...3...91T . doi : 10.1016/0003-4916(58)90015-0 .
  2. جونسون، ك. (1961). "حل معادلات دوال غرين لنظرية حقل نسبية ثنائية الأبعاد". Il Nuovo Cimento . 20 (4): 773–790 . Bibcode : 1961NCim...20..773J . doi : 10.1007/BF02731566 . S2CID 121596205 . 
  3. ^ هاغن، سي آر (1967). “حلول جديدة لنموذج الثايرنج”. إل نوفو سيمينتو ب . 51 (1): 169– 186. بيب كود : 1967NCimB..51..169H . دوى : 10.1007/BF02712329 . S2CID 59426331 . 
  4. كلايبر، ب (1968). "نموذج ثيرينغ". محاضرات في الفيزياء النظرية 10أ : 141-176 . OSTI 4825853 . 
  5. سيراك، جي آي؛ مارانر، ب؛ باتشوس، جي كي (2010). "محاكاة الذرات الباردة لنظريات الحقول الكمومية النسبية المتفاعلة". رسائل المراجعة الفيزيائية . 105 (2) 190403. arXiv : 1006.2975 . Bibcode : 2010PhRvL.105b0403B . doi : 10.1103/PhysRevLett.105.190403 . PMID 21231152. S2CID 18814544 .  
  6. ^ كوربين، في إي (1979). "مصفوفات S غير عادية في نماذج ضخمة من Tiringa" . الفيزياء النظرية والرياضية . 41 : 169.ترجمة كوريبين، في إي (1979). "الحساب المباشر لمصفوفة التشتت في نموذج ثيرينغ الضخم". الفيزياء النظرية والرياضية . 41 (2): 953-967 . رمز Bibcode : 1979TMP....41..953K . doi : 10.1007/BF01028501 . S2CID 121527379 . 
  7. كولمان، س. (1975). "معادلة ساين-غوردون الكمومية كنموذج ثيرينغ ذي الكتلة". مجلة Physical Review D. 11 ( 8): 2088–2097 . Bibcode : 1975PhRvD..11.2088C . doi : 10.1103/PhysRevD.11.2088 .