Newton törvényeitől a Higgs-bozonig

A részecskefizika jelenlegi átfogó elmélete a Standard Modell, amely megjósol egy még fel nem fedezett részecskét, a Higgs-bozont. Ennél sokkal többet egy laikus nem nagyon érthet meg a Higgs-bozonról, mert bármilyen részletesebb magyarázathoz olyan matematikai fogalmak ismerete lenne szükséges, amelyeket a részecskefizikusokon és a matematikusokon kívül nemigen ismer senki. Pedig ezek a matematikai eszközök közismert talajon, a Newton-mechanikában, vagy a Maxwell-féle elektrodinamikában is alkalmazhatók. Próbáljuk meg itt bevezetni ezeket, hogy később, a Standard Modellben már jó ismerősként üdvözölhessük őket!

Figyelem!

A blog elköltözött a http://newtonhiggs.wordpress.com címre.

Kommentezni már csak ott lehet.

Tartalomjegyzék

Hivatkozások

[1] Charles Nash, Siddantha Sen: Topology and Geometry for Physicists Academic Press, 1983

[2] Michael Spivak: A comprehensive Introduction to Differential Geometry vol 1., Publish or Perish inc., Houston, Texas, 1999 (third edition)

Friss publikációk

Hozzászólások

23. Killing vektormező és egyenletes forgás

2008.10.03. 06:47 'n Quijote

Az előző bejegyzésben szereplő sebességmező,  vagyis egy forgó merev test adott pillanatbeli sebességmezeje egy Killing vektormező. Persze a Killing vektormezőnek nem ez a definíciója. Azt általában a Riemann-terek izometrikus folyamainak a sebességmezejeként szokás emlegetni, de még általánosabb értelemben tetszőleges sokaságon adott automorfizmus-csoport tetszőleges egyparaméteres részcsoportjának a hatása által generált folyam sebességmezejeként. A forgó merev testünk esetén ez a csoport az SO(3) csoport, az egyparaméteres részcsoport pedig egy olyan SO(3)-beli görbe, amely egyenletes forgást ír le. Persze az egyparaméteres részcsoportot sem így szokás definiálni, hanem úgy, hogy egy topologikus csoportban haladó olyan g görbe, amelyre g(t+s)=g(t)g(s), vagyis az olyan görbék, amik a valós számok additív csoportjának nemcsak homeomorf (oda-vissza folytonos és kölcsönösen egyértelmű), hanem homomorf (művelettartó) leképezése is (pontosabban szólva, a homeomorfizmust csak az egységelemnek valamely környezetében várjuk el). Az, hogy SO(3) egy egyparaméteres részcsoportja tényleg egyenletes forgást ír le, onnan látszik, hogy egy kiszemelt r pont helye a t = 0 pillanatban g(0)r = r, sebessége

v(r,0) = (d/dt) |t=0g(t)r = limt→0(g(t)r-r)/t .

Egy 0-hoz elég közeli s pillanatban az r pontban az r' = g-1(s)r pont van, a sebessége pedig 

v(r,s) = limt→0(g(s +t)r'-r)/t = limt→0(g(t)g(s)r'-r)/t = limt→0(g(t)r-r)/t = v(r,0)

Az r pontbeli sebesség tehát tetszőleges pillanatban megegyezik a 0 pillanatbelivel. A fenti egyenlőség-láncban a második az, ami az egyparaméteres részcsoportokra kirótt g(t+s)=g(t)g(s) feltétel következménye.

Az előző bejegyzés tanulsága szerint a Killing vektormezők kölcsönösen egyértelmű kapcsolatban vannak a Lie-algebra vektoraival: a Lie-algebra (vagyis TeG) tetszőleges x eleme meghatároz a G csoporton egy jobb (bal-) invariáns vektormezőt: ez azokból a vektorokból áll, amelyekhez a Maurer-Cartan forma x-et rendeli. Ennek a G csoporton adott vektormezőnek a csoporthatás érintőleképezése általi képe az illető x elemhez tartozó Killing vektormező.

komment

süti beállítások módosítása