随着杨-米尔斯理论的发展,物理学家雄心勃勃的尝试使用非阿贝尔群规范理论,来统一电磁力、核力和引力,从而完成他们向往已久的大一统伟业。
然而在量子力学中,每个粒子都可以看成是一种特殊类型的波,因此“无质量”这一特性成为了大一统理论的症结。
实验、计算机模拟和某些理论计算使物理学家们相信,对于真空激发,一定存在一个“质量缺口”,即不存在无质量的粒子波。
质量缺口这个性质也解释了,为什么强力只能在如此短的距离内起作用。
这便是“杨-米尔斯理论和质量缺口假设”的来源,只不过至今无人可以得到杨-米方程组的通解,以严格证明“质量缺口”这个关键的性质。
今天,星期三,阳光明媚,普林斯顿数学系博士研究生塞巴斯蒂安,宣称他解决了“杨-米尔斯理论和质量缺口假设”。
威腾教授无语的笑了,觉得滑稽。
沈奇心说,是啊,威腾教授都搞不定的问题,你一博士研究生能搞定?开什么国际玩笑。
“什么样的数学问题最好的体现了对理解量子场论的挑战?”威腾问几位博士研究生。
塞巴斯蒂安回答到:“在物理学中占据中心地位,代表了QFT的困难。”
沈奇补充说明:“并且在数学上是重要的。”
威腾点点头说到:“对我来说,具备以上几点的一个显著问题是,证明在Re四次方以上的,以一个紧的、单的非阿贝尔李群G为规范群的量子杨-米尔斯理论的有解性,以及质量缺口假设的正确性。”
“然而塞巴斯蒂安,你写在黑板上的这堆符号,仅仅代表万千数学处理方式中的一种,对证明质量缺口假设起不到一丝作用。不过话说回来,你毕竟做出了努力,希望你能更深刻的了解QFT、QED、QCD之后,再对质量缺口假设发起挑战。”威腾教授批评了塞巴斯蒂安几句,随后也进行了鼓励。
可以客观公正地否定学生的研究成果,但不能毁灭性地打击他们的学术积极性,二者如何权衡,这个技巧需要学科带头人自己把握分寸。
QFT即量子场论,QED是量子电动力学,QCD代表量子色动力学,三个Q都挺难的,在深刻理解三个Q的前提下,并具备超强的数学处理技巧,才有可能解决“杨-米尔斯理论和质量缺口假设”。
解决了“杨-米尔斯理论和质量缺口假设”,物理学的大一统便在理论层面取得成功,至于能带来怎样的应用突破,目前尚无法评估。
这就是“杨-米尔斯理论和质量缺口假设”这个千禧难
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