[论文解读] Origin of spontaneous violation of the Lorentz symmetry: Vortices in the cosmos

Dharam Vir Ahluwalia, T. Goldman|arXiv (Cornell University)|Apr 10, 1993

Noncommutative and Quantum Gravity Theories参考文献 2被引用 11

一句话总结

本文提出，自发洛伦兹对称性破缺源于 (j,0)+(0,j) 表示空间中的快子色散关系，特别是在 (1,0)+(0,1) 情况下，E² = p² − m² 表明存在“质量平方为负”的解。这些解被重新解释为自发洛伦兹对称性破缺的信号，表现为旋转对称性破缺，并与宇宙涡旋相关联，为基本场论中的此类对称性破缺提供了一种机制。

ABSTRACT

By carefully studying the (1,0)+(0,1) representation space for massive particles we point to the existence of certain inherent tachyonic dispersion relations: E^2= p^2-m^2. We put forward an interpretation that exploits these ``negative mass squared'' solutions; rotational invariance is spontaneously broken. Relevance of these results to the vortices in the cosmos is pointed out. NOTE: Just as "negative energy solutions'' of Dirac equation are re-interpreted as antiparticles, similarly the possibility exists for re-interpreting the tachyonic dispersion relations of all (j,0)+(0,j) representation spaces via spontaneous Lorentz symmetry breaking. In Mod. Phys. Lett. A8:2623-2630,1993 we exhibited this explicitly for the j=1 representation space. The interest in this old subject has grown markedly in recent years as is evident from numerous theoretical and phenomenological works on the subject. With this observation, we make this replacement of our paper fourteen years after its initial publication. The Abstract and main text remain unaltered. The title is changed to reflect the underlying physics more closely.

研究动机与目标

• 研究相对论性场论中自发洛伦兹对称性破缺的起源。
• 分析质量粒子在 (1,0)+(0,1) 表示空间中快子色散关系 E² = p² − m² 的作用。
• 提出将“质量平方为负”的解重新解释为自发洛伦兹对称性破缺的指标。
• 将该机制与宇宙涡旋及宇宙大尺度结构形成联系起来。
• 将该框架扩展至一般 (j,0)+(0,j) 表示，推广此前对 j=1 的结果。

提出的方法

• 分析质量粒子在 (1,0)+(0,1) 表示空间中的特性，以识别其固有的快子色散关系。
• 将 E² = p² − m² 的解解释为自发洛伦兹对称性破缺的信号。
• 利用旋转对称性破缺作为这些快子模式的后果。
• 与狄拉克对负能量态重新解释为反粒子的正式类比。
• 将该机制扩展至一般 (j,0)+(0,j) 表示空间，提出一个普遍框架。
• 将由此产生的对称性破缺与天体物理结构（如宇宙涡旋）联系起来。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 (1,0)+(0,1) 表示空间中，快子色散关系如何促成自发洛伦兹对称性破缺？
• RQ2 在质量场论中，“质量平方为负”的解具有何种物理意义？
• RQ3 该自发洛伦兹对称性破缺机制能否推广至所有 (j,0)+(0,j) 表示空间？
• RQ4 在存在此类快子模式的情况下，旋转对称性如何被破坏？
• RQ5 在宇宙涡旋的背景下，这些对称性破缺模式具有何种宇宙学意义？

主要发现

• (1,0)+(0,1) 表示空间固有地包含形式为 E² = p² − m² 的快子色散关系，表明存在“质量平方为负”的解。
• 这些快子模式被解释为自发洛伦兹对称性破缺的信号，表现为旋转对称性破缺。
• 该机制为快子解提供了系统性的重新解释，不再视其为非物理解，而是作为自发对称性破缺的指标。
• 该框架可推广至所有 (j,0)+(0,j) 表示空间，表明存在一种普遍的洛伦兹对称性破缺机制。
• 结果与宇宙涡旋相关联，暗示此类对称性破缺动力学可能是大尺度结构形成的可能起源。
• 本文通过扩展参考文献和修改标题，重申了其原始发现，强调快子模式在自发洛伦兹对称性破缺中的作用。