[论文解读] (Para)bosons, (para)fermions, quons and other beasts in the menagerie of particle statistics

O. W. Greenberg, Daniel M. Greenberger+1 more|ArXiv.org|Jun 4, 1993

Statistical Methods and Inference参考文献 2被引用 6

一句话总结

本文研究了超越标准玻色-爱因斯坦和费米-狄拉克统计的广义量子统计，引入了抛任意子、抛玻色子和量子子作为理论构造，允许对泡利不相容原理的违背。它分析了其数学结构、物理一致性及实验特征，结论是尽管这些粒子在理论上是可行的，但尚未发现其存在的实验证据。

ABSTRACT

After some general comments about statistics and the TCP theorem, I discuss experimental searches for violations of the exclusion principle and theories which allow for such violations.

研究动机与目标

• 探索超越标准玻色-爱因斯坦和费米-狄拉克统计的理论扩展。
• 研究抛任意子、抛玻色子和量子子的物理一致性和数学结构。
• 评估通过这些广义统计检测泡利不相容原理违背的可能性。
• 研究此类粒子对量子场论中TCP定理和基本对称性的影响。
• 回顾并分析粒子系统中偏离标准统计的实验搜索。

提出的方法

• 使用高阶对易关系，对抛任意子和抛玻色子的福克空间进行形式构造。
• 应用广义统计代数，定义超越自旋统计联系的粒子交换统计。
• 分析S矩阵和幺正性约束，以确保广义统计的一致性。
• 利用TCP定理检验这些统计与CPT不变性的兼容性。
• 回顾原子和核系统中的实验数据，以设定偏离标准统计的上限。
• 数学推导量子子的结构，作为通过对易关系变形介于玻色子与费米子之间的粒子。

实验结果

研究问题

• RQ1 在相对论性量子场论中，是否存在统计性质介于玻色子与费米子之间的粒子？
• RQ2 抛统计与量子子统计对泡利不相容原理及其潜在违背有何影响？
• RQ3 如抛玻色子与抛任意子等广义统计如何影响散射过程中的S矩阵与幺正性？
• RQ4 哪些实验特征可将抛玻色子或抛任意子与标准玻色子或费米子区分开来？
• RQ5 这些广义统计在多大程度上与TCP定理和基本对称性相容？

主要发现

• 只要其阶数有限，抛任意子与抛玻色子在数学上与相对论性量子场论及幺正性一致。
• 含有抛统计与量子子统计的系统的S矩阵保持幺正，表明不存在立即的理论不一致。
• 在所审查的数据中未发现泡利不相容原理违背的实验证据，对可能的偏离设定了上限。
• 量子子作为具有形变对易关系的粒子，介于玻色子与费米子行为之间，表现出独特的统计特性。
• 只要基础场论具有CPT不变性，TCP定理仍与广义统计相容。
• 抛粒子的理论模型不与当前实验限制矛盾，但其存在仍未得到证实。