[論文レビュー] The substructure of a Quantum Oscillator field

Giovanni Guido|arXiv (Cornell University)|Aug 4, 2012

Cold Atom Physics and Bose-Einstein Condensates被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、半量子（1/2h）から成る2成分の量子演算子（a, a⁺）を有する基本的振動子（IQuO）を提案し、量子場の新しい内部構造を提示する。この半量子の交換関係を導出し、電荷を有するおよび電荷を無くしたスカラー場を構成し、電荷およびアイソスピンを内部空間内の回転として解釈することで、IQuOの内部構造を用いた確率的モデルによりクォークの分数電荷を提示する。

ABSTRACT

An oscillator (IQuO) more elementary than the quantum one is formulated. This is expressed by quantum operators (a, a+), with two-components and it is composed of sub-oscillators, each with "semi-quanta" (1/2h). The commutation relation of the (a,a+) "semi-quanta" operators is then calculated and the structure by IQuO of the scalar fields is defined with and without electric charge. Processing a coupling mechanism of electrically neutral IQuO that produces a pair (matter-antimatter) with electric charge and not. Through the IQuO-structure it is possible to interpret the electric charge and the isospin (in hadrons) as rotations in an inside space in the particle. Finally, a sub-structure of the quarks is conjectured and one define in probabilistic terms the non-integer value of their electrical charge.

研究の動機と目的

• 標準的量子振動子よりもより基本的な量子振動子（IQuO）を、半量子（1/2h）を有する2成分の演算子に基づいて提案すること。
• IQuOフレームワーク内での半量子演算子（a, a⁺）の交換関係を定義すること。
• IQuOの内部構造を用いて、電荷を有するおよび中性の両方のスカラー量子場を構築すること。
• ハドロンにおける電荷およびアイソスピンを、粒子内部の内部空間内での回転として説明すること。
• クォークの内部構造を仮説し、IQuOモデルに基づく確率的モデルによりその分数電荷を割り当てること。

提案手法

• 半量子（1/2h）を有する2成分の量子演算子（a, a⁺）を有する基本的振動子（IQuO）を定式化すること。
• 半量子演算子（a, a⁺）間の交換関係を導出し、その代数的構造を定義すること。
• IQuOの構成要素を集積することでスカラー量子場を構築し、電荷を有するおよび中性の両方の場の配置を区別すること。
• 電荷を無くしたIQuO同士の結合メカニズムを導入し、電荷を有するまたは無しの物質-反物質対の生成を可能にする。
• 電荷およびアイソスピンを、粒子内部構造内の内部空間内での回転自由度としてモデル化すること。
• IQuOの内部構造および半量子の構成に基づき、クォークの電荷を確率論的表現で定義すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 半量子（1/2h）から成る量子振動子の代数的構造は何か？ また、その演算子（a, a⁺）はどのように交換するか？
• RQ2 IQuOの構成要素から、電荷を有するおよび中性の両方のスカラー量子場をどのように構築できるか？
• RQ3 IQuOフレームワーク内での内部回転対称性から、粒子の電荷およびアイソスピンの量子数はどのようにして生じるか？
• RQ4 クォークの内部構造は何か？ また、IQuOに基づく確率的モデルにより、その分数電荷はどのように説明できるか？
• RQ5 中性IQuO同士の結合メカニズムは、電荷を有するまたは無しの物質-反物質対の生成をどのようにもたらすか？

主な発見

• IQuOモデルは、半量子（1/2h）を有する2成分の演算子（a, a⁺）から成る新しい量子振動子構造を導入し、標準的量子振動子より下位の基礎的単位を形成する。
• 半量子演算子（a, a⁺）間の交換関係が導出され、IQuOフレームワークの代数的基盤が確立される。
• IQuOの内部構造を用いて、電荷を有するおよび中性の両方のスカラー場が構築され、場の整合性が示される。
• 電荷およびアイソスピンは、内部空間内の回転自由度として解釈され、これらの量子数の幾何的説明が提供される。
• 中性IQuO同士の結合メカニズムが提案され、電荷を有するまたは無しの物質-反物質対の生成が可能になる。
• クォークの分数電荷は、IQuOの内部構造から確率論的に生じると仮説され、非整数値を説明する新しい解釈が提示される。