Upload
trung-phan
View
23
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Ghi chú này giới thiệu sơ về phá vỡ đối xứng trong Vật Lý cổ điển và lượng tử, nói về ảnh hưởng của số bậc tự do vào cơ chế phá vỡ đối xứng tự phát (trạng thái nền suy đồi) và định nghĩa về cơ chế này theo góc nhìn Vật Lý và "lượng tử" hơn.
Citation preview
V PH V I XNGCLB VLT&TT Phn 1: Gii thiu s Xt trng th c dng nh chic m sombrero, vi i xng quay xung quanh trc thng ng. Mt cht im c in ch c th ti mt im trong khng gian, nn khi n cn bng bn di y trng th, v tr tng i ca n ph v i xng vn c ca h Vt L. Tnh cht th v ny cng c quan st thy trong s chuyn pha ca trng thng k, vi ph v i xng ca trng th tng tc trong nhng khng gian tham s thch hp. Tuy nhin, th gii lng t, ni m gn nh mi tnh cht Vt L u b nhe i bi cc dao ng lng t, mt cht im (bc t do ca l thuyt c hc lng t) v tr cn bng bn s mang nng lng cao hn y ca trng th mt cht (do tnh cht lng t ha). Bng vic chui hm qua li gia cc vng khc nhau pha di cng ca chic m sombrero, nng lng cht im s c th gim xung (vn cao hn gi tr y, nhng thp hn gi tr ca n nu b qua kh nng chui hm), v hiu ng mang tn instanton ny c khm ph nh tnh v nh lng bi Polyakov. S ph v i xng ca trng thi nn l khng cn na, v hm sng (m t xc sut phn b trong khng gian) ca cht im s c li i xng ca h Vt L. Nhng mt ln na, s ph v i xng s xy ra, nu ta s lng cc bc t do trong h Vt L ca ta rt rt ln (tin ti v hn). Ni cch khc, tnh cht qun th ca cc bc t do c th s dn ti s ph v i xng trong th gii lng t, v iu ny thc t xy ra vi l thuyt trng lng t -- chnh l c ch Anderson-Higgs ni ting trong m hnh chun (cho ta ph khi lng cng nh tnh cht ma trn tn x ca tng tc cht ch nhng ti gin m vn ph hp vi cc quan st thc nghim). Trc khi khp li phn bn lun ny, xin cn ch mt iu, l bc t do khng phi l th duy nht thay i tnh cht Vt L khi i t gc nhn c in n gc nhn lng t. Trong l thuyt trng lng t, th mi tnh ton im cc tr u ch l phn ng gp vo l thuyt thng qua nhng gin Feynman bc cy m thi, v khi k n bc vng, th nhiu iu th v c th xy ra. Cc tiu ca trng th c th ban u ch l mt im trn trc i xng, nhng qua nhng b chnh lng t th im ny s tch ra thnh cc im cc tiu khc, gy ra kh nng cho s ph v i xng ca trng thi nn. Hin tng ny chnh l c ch Coleman-Weinberg. M rng hn na, ta thm ch cng khng cn ti th nng s ph v i xng xy ra, v trng thi nn b suy i (nhiu trng thi nn khc nhau cng nng lng). Phn 2: nh hng t s hu hn v v hn ca bc t do Thay v l lun mt cch cht ch v chi tit thng qua l thuyt i s lng t nhn ra vai tr v s lng ca bc t do, chng ta ch xt mt m hnh n gin v ph bin trong Vt L trng thng k cng nh trng lng t -- m hnh kh Bose l tng (i xng
), trong khng gian vi th tch :
(
)( )
Halmintonian ca h c th c biu din thng qua s lng cc ht
:
Trng thi nn (tc trng thi mang nng lng nh nht) vi s bc t do(tng s ht) l:
Vi s lng bc t do c nh, th trng thi chn khng ny l duy nht, vic nh. Gi, ta gi nguyn mt ht
v cho th tch ca khng gian chy ti gi tr rt rt ln . Chng ta s cng nhau chng minh rng, trng thi nn lc ny s khng cn ng vi biu din n ca nhm i xng () na. Xt trng thi mch lc:
()
Khi gi tr th tch khng gian tin ti v cng , th cc trng thi
hon ton khng chng nhau na (s dng cng thc Baker-Hausdorf):
(
)
((
))
iu ny cng dn ti vic tt c cc trng thi trong khng gian Fock
vi chn khng
s vung gc vi mi trng thi trong khng gian Fock
vi chn khng
khi cho gi tr . Mc d trng thi mch lc (theo nh ngha) l vector ring ca ton t hy
, nhng n khng phi l vector ring ca ton t m s ht (mc du vy, c th d dng thy rng s lng ht trung bnh l
), v iu ngha l cc trng thi ny ph v i xng. Tuy vy, bt nh ca mt s lng bc t do(i lng dng kim sot h) li bin mt gii hn th tch ln (s dng k hiuv c tnh ca ta ly gi tr trung bnh ch khng phi chnh xc):
(
)
iu dn n h qu l thuyt (cng quan st c t thc nghim) l trng thi nn ca kh Bose l tng s b tnh cht qun th lm cho suy i, v i xng () s b ph v. Gi, n lc ta cn phi gii thch v sao vi th tch khng gian rt ln th vic chnli mang nhiu ngha Vt L hn l chn . Cu tr li l, do tnh cht phn tch ma trn tn x, hay ni bnh dn hn l nhng s kin xy ra rt xa nhau th khng nn c nh hng mnh n nhau (mt cch gi khc ca tnh cht ny, theo Weinberg, l s co cm ca chn khng). Biu din theo ngn ng ma trn tn x, th khi |
|:
(
(
)
(
)
)
(
(
)
) (
(
)
)
iu ny l kh hiu nhin nu ta dng chn khng l trng thi
, v phn c m t bi cc khng gian Fock
khc nhau l cc phn khng trng nhau trong khng gian Hilbert. Nhng, d thy rng tnh cht phn tch ma trn tn x ny khng xy ra nu ta s dng chn khng l trng thi
(gi nguyn gi tr tng s lng ht):
()
()
()
()
()
Tnh ton chi tit s ch ra rng, kt qu ny tin n mt gi tr khng i, tc h Vt L s c tnh cht trt t tm xa, v iu ny c ngha l, nu l thuyt ca chng ta phc tp hn, thm cc hng t tng tc vo tc dng ca kh Bose, th mc nng lng ca trng thi
ny s cao hn so vi cc trng thi
. Tt nhin, vic chn gi nguynri chos hp l hn chn thngv nhng l do Vt L v k thut khc na, tuy nhin chng ta khng cn phi dnh vi trang na i su vo chi tit. Cc bn mun tm hiu thm c th tm c v l thuyt thng k trng lng t, cho tnh cht thng ging lng t ca h tng tc c mt qu cao s lm nh ngha s lng ht thay i nh th no (nhng vn ny v cng quan trng khi xem xt nhng th nghim RHIC). Xin kt thc phn ny y bng mt nhn xt, l nhng l lun trn (cht ch m ni) ch ng vi gii hnm thi, nhng nn nh rng ban u chng ta chn h khng tng tc lm mi tnh ton n gin. Nhng trng hp phc tp hn ch ra rng, ch cn s lng bc t do ln hoc th tch khng gian ln, th s ph v i xng c th xy ra (tnh cht qun th ny l lin tc).
Phn 3: nh ngha v ph v i xng trong lng t S vng lng t (biu din thng qua thng tin lng t) ca nhng bc t do rt xa nhau, v tng qut, c th c dng nh ngha s ph v i xng. Tt nhin, hy xt mt VD tht n gin thng qua m hnh Ising (v cng quan trng trong Vt L thng k v Vt L cht rn) vi cc khong cch gia cc mt mng l n v. Nu chn
l trng thi tt c spin cng hng ln v
l trng thi tt c spin cng hng xung, th th trng thi nn c th c biu din l
. Gi, ta xt im 1 v im 2 cch nhau mt khongcng cc im ln cn chng trong khong(gi l vng
v
), th th ma trn mt vi cc trng thi ca chng ln lt l
v
, cn vi vng tng
th ma trn mt l
. Thng qua nguyn l c bn v biu din thng tin, Shanon entropy () cho ta nh ngha thng tin chung gia 2 vng khng gian
v
ny l
. Nu gii hnm
khng tin v mo cho rt c cc trng thi nn, th h c th c coi nh l ang trong trng thi ph v i xng. L lun ny da theo ngoi cho trt t tm xa (ODLRO). Cch hiu ny khng yu cu ta phi tng tng ti bc tranh c in nh chic m sombrero na. ngha Vt L ca n th d nhn hn l ch ni chung chung trng thi nn b suy i (mt pht biu thun ty Ton hc).