突发奇想——暗物质的来源：或许存在一个物质频率谱

但我貌似在某篇文章中看到过，引力的作用速度是肯定超光速的，而且是光速的好几个数量级。
gohomeman1 发表于 2009-11-29 10:14

                               
登录/注册后可看大图

这个熊没有听说过。
据熊所知，引力波应当是光速的，虽然目前的实验数据还很少，但从一些理论分析可以定性的判断这一点。

我只想知道有没有电磁或引力以外的方法呢？而且这样的物质可能就在我们地球上的生存环境里，不用到太空中去探测它。
紫月霓裳 发表于 2009-11-29 10:16

                               
登录/注册后可看大图

有啊有啊，根据目前的标准模型，我们有至少有四种基本相互作用呢。
除了宏观可以看到的两种相互作用，还有纯微观的强相互作用和弱相互作用（名字不重要，其实它们都比引力强得多，但是力程短）。
考虑到这些相互作用，我们已经发现了很多很多以这些相互作用形式关联的物质。

如果以“粒子”的概念来称呼的话，我们至少有：（根据标准模型）
与传递电磁作用的光子、传递引力作用的引力子（未证实）类似的传递强相互作用的八种胶子（和光子不同，它们有自相互作用）、传递弱相互作用的W+，W-，Z三种粒子（和光子不同，这些粒子质量很大）。
三代夸克，每代两个，代号分别为：u,d,s,c,b,t。虽然都已被实验证实，但是除了最后一个，其它的都无法观测到单粒子态。这是因为强相互作用的特殊性质：禁闭（强相互作用还有另外一个特殊性质：渐进自由）。
三代轻子，每代两个，分别是电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子，τ子中微子。
另外，为了解释质量的起源，理论上导致了希格斯粒子的存在，但目前还没有发现。最近还在紧锣密鼓排除万难的LHC对撞机的主要任务就是寻找它。

如上这些是构成其它粒子的“基本粒子”，也就是说，实际上，我们已经从实验中发现了数以百计的各种粒子，它们往往可以解释为（也有一些难以解释为）这些基本粒子的组合粒子。

最大的问题是，这数以百计的粒子，居然没有一个可以做合格的暗物质候选！

所以也有一些超出标准模型的理论，预言了各种其它的粒子，如轴子、超对称伴随子、磁单极子等。
不过，这些粒子的问题是：1、理论未必是对的；2、没有任何观测证据。

嗯，这就是熊所了解的现状。

21# bearcat

熊应该也学过GR吧？量子场论方向GR不是必须的，如我们这边就是选修课，不过因为一个老师的关系，我们都上了，虽说我没学到多少东西。

爱因斯坦给出过引力波的解，有一个推迟势解，表明引力波的传播速度是光速。不过GR中稀奇古怪的东西太多了，鬼知道还有什么东西。

虽然都已被实验证实，但是除了最后一个，其它的都无法观测到单粒子态。
bearcat 发表于 2009-11-29 11:51

                               
登录/注册后可看大图

t 夸克观测到了单夸克态？

说起Higgs粒子和LHC，想起周五超对称课和老师的聊天：

LHC发现Higgs粒子，而且发现就一个，理论完美，对称破却起源得以解释，Hierarchy问题暂时不理它，超对称粒子毫无踪迹。结果：理论家暂时没事干了。

没Higgs，没超对称粒子，啥都没有，一定程度上重建模型，理论生意一派繁荣。

不止一个Higgs，还有超伴粒子，理论乱七八糟，理论家忙着修理，一派繁荣。

——楼主的想象真好奇特... 有一点可以肯定：如果这帖子
    是个无名之辈所发，那么十有八九会被认定为民科呢...

27# metellan

absolutely！

楼主没下结论 只是假设 而且不是讲课给我们听... 所以不能算民科
就几个词 能够判断民科  神 易经 先人 神话 古人说

　　刚上百度搜一下下...原来德布洛意波就是最平常不过的物质波呀,你这个德布洛意波的熊还在一旁装模作样的故弄玄虚``险些被你乎悠晕掉了.
     不过我的问题你还是一点都没有回答呢.场论里面怎样解释两个物质场可以互不干扰的相互穿过对方呢?好像与量子力学里面所讲的物质粒子的波长有关吧.还有所谓的振动超光速难道一点意义都没有么?或者说有些物质场不会与电磁场发生作用,但可能与引力场发生作用,这种物质场就可能被我们归为暗物质一类的吧.你觉得可能存在那种物质场而不会被我们探测到么?假如它就存在于我们的身边我们有没有其它的方法探测到它们呢？反正场论我是一点都看不懂啦,你这德布洛意熊就接着乎悠吧~

　　刚上百度搜一下下...原来德布洛意波就是最平常不过的物质波呀,你这个德布洛意波的熊还在一旁装模作样的故弄玄虚``险些被你乎悠晕掉了.
紫月霓裳 发表于 2009-11-29 14:54

                               
登录/注册后可看大图

额，熊看到这句话估计也要汗一下。物质波理论是德布罗意首先提出来的，所以也叫德布罗意波了。

后面的一堆问题，似乎很难通俗的讲。量子场论中，一般用拉格朗日量（拉式密度）描述系统。建立系统的拉式量，根据拉式量的形式判断相互作用形式、大小等，两个场是否有相互作用，要看拉式量中是否含有这两个场的相互作用项。如两个场φ、ψ，如拉式量中含有这样的项：aφψ，则表示这两个场存在相互作用，没有，则表示没有相互作用。

电磁场一般用A[sub]μ[/sub]表示，量子场论中，荷电粒子的场如ψ在拉式量中会有如eA[sub]μ[/sub]ψ的项，表示参与电磁相互作用。而中微子等粒子，拉式量中就没有那样的项，它们不参与电磁相互作用。

量子场论不能描述引力，引力要用GR，一切有质量的粒子在GR中都会存在引起时空弯曲的度规，即存在引力。

有质量，不带电不参与电磁作用的粒子，一般可以作为暗物质的候选者。

看起来有点象超弦的理论,

21# bearcat  
熊应该也学过GR吧？量子场论方向GR不是必须的，如我们这边就是选修课，不过因为一个老师的关系，我们都上了，虽说我没学到多少东西。
爱因斯坦给出过引力波的解，有一个推迟势解，表明引力波的传播 ...
positron 发表于 2009-11-29 13:00

                               
登录/注册后可看大图

嗯，说到广义相对论……汗……
在我们专业也是选修课，但是熊还是选了。不过，刚开始上课才发现，原来我们那期不是俞允强讲，而是一个希腊人用英语讲。于是在网上退课。
听说这个希腊人讲的一塌糊涂，后来还听说他很快就被解聘了。
问题是，北大当时的选课系统很混乱，正在升级改造的阶段，似乎系里教务和那个希腊老师手头的名单都没有更改。而我不知道，也从来没有去上课，更没有去考试……
更郁闷的是，最终我居然得到一个分数，大概是七十多分，被列在成绩单里了……不知道那个希腊老师是怎么搞的……
最汗的是，成绩既然及格，就不能再选同一门课了……
跟教务说，教务坚持认为一定是我上过课、考过试而自己大脑短路忘了……
熊虽然有过大脑短路犯糊涂的时候，而且熊选的课大部分是不去听的，只是交作业和考试的时候去，不过，熊真的不记得考过广义相对论……
后来就没再纠缠这个事情，反正俞允强也退休了，广义相对论不听也罢，看看书就算了。
再后来试图学微分几何，发现太难了，不适合熊这种数学比较弱的人，于是放弃。
所以，熊在这个分支上比较弱，不过还好，做高能粒子暂时还用不上广义相对论，以后如果什么时候需要再捡起来吧。

t 夸克观测到了单夸克态？
positron 发表于 2009-11-29 13:03

                               
登录/注册后可看大图

它的寿命太短，来不及形成强子就衰变掉了。所以t夸克只能是自由夸克。
既然早就发现了t夸克，也实测得到了质量、衰变方式等参数，那么，我们可以说观测到了单夸克态。

说起Higgs粒子和LHC，想起周五超对称课和老师的聊天：
LHC发现Higgs粒子，而且发现就一个，理论完美，对称破却起源得以解释，Hierarchy问题暂时不理它，超对称粒子毫无踪迹。结果：理论家暂时没事干了。
没Higgs， ...
positron 发表于 2009-11-29 13:09

                               
登录/注册后可看大图

没错，呵呵～
听我导师讲八卦，说某教授和某教授打赌（他们一个没离开标准模型、一个狂做新物理），赌注是：“要是LHC的结果是＊＊＊，我就tmd辞职不当这个教授了，回家种地去！”
……
…………
………………
说说而已，说说而已……

　　刚上百度搜一下下...原来德布洛意波就是最平常不过的物质波呀,你这个德布洛意波的熊还在一旁装模作样的故弄玄虚``险些被你乎悠晕掉了.

这个这个……参考电子的建议：汗……
熊只能说，根据你的阅读量，估计这个人名你大概早就见过不下100次了……

    不过我的问题你还是一点都没有回答呢.场论里面怎样解释两个物质场可以互不干扰的相互穿过对方呢?好像与量子力学里面所讲的物质粒子的波长有关吧.

哦，呵呵，看来你一直在“粒子”概念里打转。
我前面说的观点汇成一句话，就是：在微观世界里，刚性粒子不是个好模型，所以要放弃任何来源于粒子的先验想法。
粒子当然不能互相穿过对方，但是场不存在这个问题啊。
为了说清楚什么是场论，我举个例子：
比如研究一杯水，尤其是那种冷水和热水刚刚混到一起，还没有达到热平衡时的，在内部剧烈折腾的水。
在水中的每一个空间位置都可以测量到一个局部的温度，无数个这样的温度组成了一个温度场。
在水中的每一个空间位置都可以测量到一个局部的压强，无数个这样的压强组成了一个压强场。
在水中的每一个空间位置都可以测量到一个局部的密度，无数个这样的密度组成了一个密度场。
在水中的每一个空间位置都可以测量到一个局部的流速（矢量），无数个这样的温度组成了一个流速场（这个和前面几个略有不同，它是个矢量场，前面几个叫标量场）。
场和场之间是有相互作用的，而且所有的相互作用都是在每一点的局部发生的。比如“流速场”就和“密度场随时间的变化”直接相关，而“压强场随空间的变化”影响了流速场……注意，这里的相互作用，不是物体和物体之间的，而是场和场之间的。
这个时候，你还会问“场论里面怎样解释两个物质场可以互不干扰的相互穿过对方呢?”吗？这些场都是在一起的啊，没有什么穿过的概念。
换句话说，“粒子”的概念意味着你的目光跟着一个“粒子”走，看它的轨迹；而“场”的概念是你的目光固定在很多个空间点上，看这些空间点上的物理量的变化。
所以自然就不存在这种问题。
你当然可以说这里面只有密度场可以理解为物质场，另外几个不算。但是，在量子场论中，没有人知道哪个场是或不是物质，它们都是数学表达，你怎么理解不影响它的性质。

在场论中如何定义常规的粒子概念呢？
还是看这杯水，如果某时刻，在某个空间点上，密度明显比其他地方大，而下一时刻，这个位置的密度降低，而它附近的某个点处的密度增加，然后再下一刻……
我们就说，这个场量正在空间上传播。
当然，这种情况很少能够传播的很远，除非是那种所谓“孤波”的特解。
如果一个场量的变化形式（这个变化形式往往不是简单的“变大”，而是“忽而变大忽而变小的振动”）能够在空间上远距离传播，这个就有点像粒子了。
如果更明确的，我们能够利用守恒定律发现，在这个传播过程中，可以很好的定义动量和能量，那么这个就可以理解为“粒子”了。
注意，在以上的对粒子定义的限制中，没有要求它必须是同时仅出现在局部地区的，它可以是一个全局的振动模式；而且各个粒子没有对位置的独占性质，因为场量的变大变小的行为显然是可以叠加的。
这样，包括双缝干涉之类的实验就很容易理解了。

还有所谓的振动超光速难道一点意义都没有么?

嗯，是的。
这是一个悲剧～～

或者说有些物质场不会与电磁场发生作用,但可能与引力场发生作用,这种物质场就可能被我们归为暗物质一类的吧.你觉得可能存在那种物质场而不会被我们探测到么?假如它就存在于我们的身边我们有没有其它的方法探测到它们呢？

我前面给了暗物质候选者的条件，“不会与电磁场发生作用,但可能与引力场发生作用”是其中之一。
我们如果完全无法探测到，当然存不存在只是个哲学问题了，与科学无关。
我前面说的各种粒子（其实是场的运动形式），基本上都是探测到了的，它们就存在于我们身边。不过你必须用很高的能量去激发它们才能知道这些场是存在的，所有的对撞机就在干这些事情。

反正场论我是一点都看不懂啦,你这德布洛意熊就接着乎悠吧~
紫月霓裳 发表于 2009-11-29 14:54

                               
登录/注册后可看大图

给你这么讲场论，能看懂吗？

感到熊对“场”的解释很是通俗易懂，特别是下面一句，我的印象深刻：

“粒子”的概念意味着你的目光跟着一个“粒子”走，看它的轨迹；而“场”的概念是你的目光固定在很多个空间点上，看这些空间点上的物理量的变化。
bearcat 发表于 2009-11-30 01:35

                               
登录/注册后可看大图

以前没有学习过场论，只是前段时间在儿子的指点下粗粗地学了一点。最深的理解就是你说的“场”的概念是你的目光固定在很多个空间点上，看这些空间点上的物理量的变化。
基于这点认识，我对磁场能否跟随磁铁一起运动（平动和转动）这个问题有了新的理解。我感到在场论里边，只有变化的场，没有移动的场。
在下面的链接中，描述了我对磁场“运动”的认识：
http://www.pulsar2.com/field%20film_2.htm
我的认识是否正确，还望熊给与指教。

由于磁场只能变化，不能运动。当一个圆柱磁铁绕其磁轴转动时，它外围的磁场处处恒定不变，所以就不可能出现任何可观测的电磁效应，不可能对其外围的实验电荷产生作用。因此磁场绕磁轴转动就没有任何物理意义。这就是我们反对现有脉冲性模型的原因，因为现有模型认为脉冲星转动的时候（即使磁倾角等于零），会带动磁力线转动，进而引起径向感生电场和GJ粒子密度场。

有啊有啊，根据目前的标准模型，我们有至少有四种基本相互作用呢。
除了宏观可以看到的两种相互作用，还有纯微观的强相互作用和弱相互作用（名字不重要，其实它们都比引力强得多，但是力程短）。
考虑到这些相互作 ...
bearcat 发表于 2009-11-29 11:51

                               
登录/注册后可看大图

    好像又被迫复习了一遍统一场理论里面的基础名词 .嗯嗯``用场概念代替粒子～熊GG所讲的那些粒子的名字都很面熟喔,至于它们的物理意义与性质我一向都不了解的,呼呼``.我所讲的物质就是指我们日常生活中可以看得到摸得着的东西啦,那么平常人对"物质"就是参与电磁相互作用的粒子场吧,况且即便是参与电磁相互作用也不一定能被我们迟钝的触觉感官感受到呢,像那些用强力与弱力才可以探测到的粒子场我们却不一定能看到或触摸到,那些粒子场与我们说的由电子与夸克组成的物质世界在本质上有明显的不同吧?或者它们有可能是与组成我们世界相同性质的"物质"在不同能量层面的不同表现呢?

这个这个……参考电子的建议：汗……
熊只能说，根据你的阅读量，估计这个人名你大概早就见过不下100次了……


哦，呵呵，看来你一直在“粒子”概念里打转。
我前面说的观点汇成一句话，就是：在微观世界里，刚性 ...
bearcat 发表于 2009-11-30 01:35

                               
登录/注册后可看大图

我最喜欢看科普里面用宏观世界的现象来比喻微观层面抽象的概念了``,虽然比喻并不是实际发生的情况,但如果没有比喻在专业人与常人之间似乎便没有更好的沟通语言了︿　︿德布洛意这个名字肯定见过啦，只不过看书时不会记住这个名字，只会记住它是物质波，之后再看时只记得物质波的概念反而忘记了它的学名＞＿＜！谢谢熊老师耐心的讲解，虽然很少但看了矿泉水的比喻多少理解了一些粒子场的概念了，这样的话两个质子相撞是不是与水面的两个波纹相撞的情况相似呢，只是两个能量波撞到一起，大部分能量会撞出能量的水花来，而有一部分会穿过彼此？
　　吃饭去了｀｀晚上再来学习～