“磁颤”衰变和裂变的简单概念有助于阐明复杂的量子物理和数学结构。

由维也纳大学物理学院项目负责人马库斯·斯珀林(MarcusSperling)领导的国际研究团队在量子物理学领域取得了开创性成果，引起了科学界的关注。在他们目前的研究中，研究人员利用磁颤动的概念重新诠释了希格斯机制，该机制赋予基本粒子质量并引发相变。

斯珀林的研究基础是量子场论(QFT)，这是物理学和数学的交叉领域，是量子物理学中的物理数学概念，主要用来描述亚原子层面的粒子及其相互作用。

自2018年以来，他与同事一起开发了所谓的磁颤动——一种图形工具，它总结了定义QFT所需的所有信息，从而清晰直观地显示粒子场或其他物理量之间的复杂相互作用。

隐喻磁颤动

箭筒由有方向的箭头和节点组成。箭头代表量子场(物质场)，节点代表场之间的相互作用(例如强相互作用、弱相互作用或电磁相互作用)。箭头的方向表示相互作用下场的带电方式，例如粒子携带什么电荷。

斯珀林解释说：“‘磁性’一词在这里也是隐喻性的，指的是这些表征所体现出来的意想不到的量子特性。类似于电子的自旋，可以通过磁场探测到颤动揭示了量子场论中某些乍一看可能并不明显的特性或结构。”

因此，它们提供了一种可视化和分析复杂量子现象的实用方法，有助于对量子世界的潜在机制产生新的见解。

超对称量子场论

在本研究中，研究人员探索了各种“超对称量子场论”中的稳定基态(真空)，即不存在粒子或激发的最低能量配置。这些量子场论具有简化的时空对称性，可用作实验室环境，因为它们类似于真实的亚原子粒子物理系统，但具有某些便于计算的数学特性。

斯珀林说：“我们的研究涉及我们对物理学理解的基础。只有在我们理解了实验室环境中的量子场论之后，我们才能将这些见解应用于更现实的量子场论模型。”

磁颤动的概念——斯珀林在维也纳大学START项目的主要研究课题之一——被用作一种工具，为新的量子真空提供精确的几何描述。

衰变与裂变：希格斯机制的重新解释

研究人员AntoineBourget(巴黎萨克雷大学)、MarcusSperling和ZhenghaoZhong(牛津大学)利用基于线性代数的计算证明，与原子核中的放射性类似，磁共振可以衰变为更稳定的状态，也可以裂变为两个独立的共振。这些转变为量子场论中的希格斯机制提供了新的理解，量子场论要么衰变为更简单的量子场论，要么裂变为单独的、独立的量子场论。

斯珀林表示：“希格斯机制解释了基本粒子如何通过与遍布整个宇宙的希格斯场相互作用而获得质量。粒子在太空​​中移动时会与该场相互作用——就像游泳者在水中移动一样。”

没有质量的粒子通常以光速运动。然而，当它与希格斯场相互作用时，它会“粘附”在该场上并变得迟缓，从而导致其质量的显现。因此，希格斯机制是理解宇宙基本构成要素和力量的关键概念。

从数学上讲，“衰变与裂变”算法基于线性代数原理和明确的稳定性定义。它自主运行，不需要外部输入。通过受物理启发的方法取得的成果不仅与物理学有关，而且与数学研究也相关：它们为量子真空的复杂、相互交织的结构提供了基本且普遍有效的描述，代表了数学的重大进步。

更多信息：AntoineBourget等人，