بوزون غولدستون

في فيزياء الجسيمات وفيزياء المادة المكثفة ، يطلق اسم بوزونات غولدستون (Goldstone bosons)‏ أو بوزونات نامبو-غولدستون (GoldstoneNambu–bosons)‏ على البوزونات التي تظهر بالضرورة في النماذج التي يحدث بها إنكسار عفوي للتناظرات المستمرة. تم اكتشاف هذه من قبل البوزونات يويتشيرو نامبو في سياق نظرية بي.سي.أس الموصلية الفائقة، كما تم تعميمها لاحقا من قبل جيفري غولدستون، بطريقة منهجية في سياق نظرية الحقل الكمومي.

نظرية الحقل الكمومي

مخطط فاينمان تاريخ نظرية المجال الكمي الخلفية نظرية مقياس نظرية المجال تماثل بوانكيه ميكانيكا الكم انفصال تماثل تلقائي تناظر Crossing Charge conjugation تكافؤ انعكاس زمني الأدوات Anomaly نظرية الحقل الفعال Expectation value اشباح فادييف-بوبوفs مخطط فاينمان LSZ reduction formula Partition function Propagator تكميم استبدال غير المتناهي فراغ كمي Wick's theorem Wightman axioms المعادلات معادلة ديراك معادلة كلاين-غوردون Proca equations Wheeler–deWitt equation النموذج العياري تآثر كهروضعيف آلية هيغز ديناميكا لونية كمومية كهروديناميكا كمية نظرية يانغ-ميلز نظريات غير مكتملة ثقالة كمومية نظرية الأوتار تناظر فائق Technicolor نظرية كل شيء علماء Adler • بيته • Bogoliubov , Callan • كولمان • DeWitt • ديراك • ديسون • فيرمي • فاينمان • Fierz • Fröhlich • جيلمان • Goldstone • غروس • هوفت • رومان جاكيو  • كلاين • لانداو • لي • ليمان • Majorana • نامبو • Parisi • بوليكوف • عبد السلام • جوليان شفينجر • Skyrme • شتوكلبرج • إتيرو • Symanzik • توموناجا • فيلتمان • واينبرج • فيكتور فايسكوبف • ولسون • ويتين • يانج • هدبهائي • يوكاوا • تسيمرمان • Zinn-Justin

تتوافق هذه بوزونات عديدمة الغزل مع مولدات التناظر الداخلية المنكسرة بشكل عفوي، وتتميز بأعداد الكم الموافقة لها. وبالتالي، فإنها يمكن النظر إليها كإثارات للحقل في إتجاهات كسر تناظر زمرة الفضاء وتكون عديمة الكتلة إذا تم كسر التناظر بشكل عفوي ولكن دون كسر صريح له. ولكن إذا تم كسر التناظر بشكل صريح ووعفوي، فإن بوزونات نامبو-غولدستون لا تكون عديمة الكتلة، وإن بقيت عادة خفيفة نسبيا وتدعى في هذه الحالة بوزونات غولدستون الزائفة أوبوزونات نامبو-غولدستون الزائفة.

مبرهنة غولدستون

تتعلق مبرهنة غولدستون بالتناظر المستمر الذي ينكسر عفويا. حيث تكون تياراته منحفظة، ولكن الحالة الأرضية ليست ثابتة تحت تأثير الشحنات الموافقة. من ثم تظهر بالضرورة جسيمات جديد عديمة الكتلة (أو خفيفة إذا لم يكن التناظر تاما) في طيف الإثارات المحتملة تسمى جسيم بوزون نامبو-غولدستون مقدار جسيم واحد لكل مولد من مولدات التناظر المنكسر الذي لا يحفظ الحالة الأرضية.

في النظريات التي تملك تناظر المقياس، يتم "التهام" بوزونات غولدستون من قبل بوزونات المقياس لتصبح هذه الأخيرة ذات كتلة حيث يتم إعطائها إستقطاب طولي الجديد من قبل بوزون غولدستون.

أمثلة

• في السوائل، يمثل الفونون بوزون غولدستون الطولي الناتج عن الانكسار العفوي للتناظر الغاليلي. أما في المواد الصلبة، فإن الوضع أكثر يكون تعقيدا حيث نجد إضافة للفونونات الطولية الناتج عن الانكسار العفوي للتناظر الغاليلي، فونونات عرضية ناتجة عن الانكسار العفوي للتناظر الدوراني.
• في المغناطيسية، ينكسر التناظر الغاليلي الأصلي عفويا بحيث تكون المغنطة في اتجاه محدد. في هذه الحالة تكون بوزونات غولدستون جسيمات المغنون (magnons)‏، وهي موجات الغزل حول اتجاه المغنطة الموضعي.
• جسيمات البيون هي بوزونات غولدستون الزائفة التي تنتج عن الانكسار العفوي لتناظرات الديناميكا اللونية الكمومية بسبب تكاثف ال كواركات تحت تأثير التفاعل القوي. يتم كسر هذه التناظرات بشكل صريحبسب كتلة الكواركات بحيث لا تكون البيونات عديمة الكتلة، ولكن كتلتها تبقى أصغر بكثير من كتل بقية الهادرونات.
• مكونات الاستقطاب الطولية بوزونات W و Z توافق بوزونات غولدستون للجزء النكسور من تلقاء أنفسهم من التناظر الكهروضعيف.

مراجع

موسوعات ذات صلة :

• موسوعة ميكانيكا الكم
• موسوعة الفيزياء