|
发表于 2023-2-8 12:21:34
|
显示全部楼层
好问题,费曼的老师惠勒(J.A.Wheeler)曾经思考过这个问题,并提出了有趣的单电子假说。量子电动力学具有CPT不变性,我们对系统做时间反演变换T,等于做电荷变换C与宇称变换P,不严谨的说就是左手正电子在时空中的传播等于右手负电子向时间反方向传播。于是正负电子湮灭为光子,可以解释为电子放出一个光子,然后向时间相反方向传播。这样用一个电子转换传播的时间方向,就得到了整个宇宙中容易时刻存在所有的正负电子。既然是一个电子,那电荷量肯定是一样的了。
虽然这个解释很有趣,但并不可靠,至少我没找到过真的建立了严格的可求解的动力学方程来严格化单电子假说。随着量子场论的进一步发展,这一假说很快就只是一种有趣的谈资了,现代的理解是正负电子都是同一电子场的激发(就像光子是电磁场的激发),所有电子都是全同的因此具有相同的电荷量。
但这一说法其实也不完全成立,因为量子场论无论用微扰求解还是格点求解都存在所谓的紫外灾难,迫使我们引入正规化,将我们现实的宇宙建立在正规化宇宙的极限之下。相互作用拉氏量中的(重整化前的)电荷参数不应依赖于正规化参数,但是会是无穷大,从而通过重整化方法抵消理论计算中的紫外发散,剩余的部分才是实验上可以测量的(重整化后的)电荷。这一电荷会随着能标进行跑动,因此我们只能说,同样能标下的电荷量是一样的,我们日常所说的元电荷指的是能标趋于0的极限下的值。
不得不感叹我们就像柏拉图洞穴里看着壁影的人,又如瞎子摸象或是探寻不可视庞然古神的调查员,目前对于量子场论的全貌还知之甚少。 |
|