[論文レビュー] Schwinger's Magnetic Model of Matter: Can It Help Us With Grand Unification?

Paul J. Werbos|ArXiv.org|Jul 17, 2007

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 33被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、シュヴィンガーの物質の磁気的モデル—元来は古典的統一場理論であったが—が、低エネルギーのバリオン散乱および質量スペクトルを説明するためのQCDの代替案として有効である可能性を提案している。最近の散乱計算および質量スペクトル解析を通じてこのモデルを再評価することで、著者は、標準模型から逸脱する予測を可能にする包括的統一理論を構築できるかもしれないと主張している。特に、van der Waals力と整合するp-pおよびπ-π散乱における逸脱が予測される。

ABSTRACT

Many have argued that research on grand unification or local realistic physics will not be truly relevant until it makes predictions verified by experiment, different from the prediction of prior theory (the standard model). This paper proposes a new strategy (and candidate Lagrangians) for such models; that strategy in turn calls for reconsideration of Schwinger's magnetic model of matter. High priority should be given to experiments which fully confirm or deny recent scattering calculations which suggest the presence of van der Waals effects in low energy p-p and pi-pi scattering, consistent with Schwinger's model and inconsistent with QCD as we know it (with a mass gap). I briefly discuss other evidence, which does not yet rule out Schwinger's theory. A recent analysis of hadron masses also seems more consistent with the Schwinger model than with QCD.

研究の動機と目的

• シュヴィンガーの物質の磁気的モデルを、古典的確率的統一場理論の候補として再評価すること。
• このモデルが、標準模型やQCDとは異なる実験的に検証可能な予測を可能にするかどうかを評価すること。
• 特に、質量ギャップを有するQCDとは異なり、van der Waals的効果を予測する低エネルギーp-pおよびπ-π散乱における実験的検証を優先すること。
• 最近のハドロン質量スペクトル解析が、標準QCDよりもシュヴィンガー・モデルを支持する根拠となるかどうかを検討すること。
• 量子光学および散乱理論の新進展と結びつけることで、局所的実在論的理論への関心を再燃させること。

提案手法

• シュヴィンガーの磁気的モデルに基づく候補となるラグランジアンを提示し、物質を電磁気的相互作用に類似した現象として記述する。
• 長距離作用を有するvan der Waals型相互作用を含む散乱計算を用いて、低エネルギーp-pおよびπ-π散乱を分析する。
• シュヴィンガー・モデルの予測とQCDの予測を比較し、特に質量ギャップの有無について検討する。
• 量子光学分野における最近の理論的進展を援用し、古典的確率的統一モデルの数学的整合性を裏付ける。
• ハドロン質量スペクトルとの整合性を評価し、QCDよりも良好な一致を示唆する。
• CERNの新データおよび付録に記載された追加の理論的知見を用いて、モデルを再考・更新する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 シュヴィンガーの物質の磁気的モデルは、QCDとは異なる低エネルギーバリオン散乱の予測を可能にするか？
• RQ2 最近の散乱計算は、QCDの質量ギャップとは矛盾するが、シュヴィンガー・モデルと整合するvan der Waals効果の証拠を示しているか？
• RQ3 ハドロン質量スペクトルに、標準QCDよりもシュヴィンガー・モデルを支持する定量的根拠があるか？
• RQ4 シュヴィンガーの枠組みに基づく古典的確率的統一場理論は、完全な量子場理論を必要とせずに、量子現象を説明できるか？
• RQ5 どのような実験的検証が、低エネルギーハドロン物理学におけるシュヴィンガー・モデルが標準模型の代替案であるかどうかを明確に確認または否定できるか？

主な発見

• シュヴィンガー・モデルは、低エネルギーp-pおよびπ-π散乱において、質量ギャップを有する標準QCDでは説明されないvan der Waals的効果を予測する。
• 最近の散乱計算は、これらの効果が存在することを示唆しており、シュヴィンガー・モデルの実験的検証の可能性を提供する。
• ハドロン質量の分析は、従来のQCDよりもシュヴィンガー・モデルとの整合性が高く、理論的優位性を示唆する。
• このモデルは、完全な量子場理論を必要とせず、量子現象と古典的物理学を統合できる古典的確率的統一場理論として提案され、量子場理論の必要性を疑問視する。
• 量子光学分野の新成果およびCERNのデータが、このモデルの数学的・物理的妥当性を支持する根拠として挙げられている。
• 著者は、アインシュタインの古典的統一理論のビジョンが、このようなQCDからの逸脱が実験的に確認された場合には、依然として否定されないかもしれないと結論づける。