玻色弦理論簡(jiǎn)介

玻色弦理論（英語(yǔ)：Bosonic string theory）是最早的弦論版本，約在1960年代晚期發(fā)展。其名稱(chēng)由來(lái)是因?yàn)榱Ｗ幼V中僅含有玻色子。

1980年代，在弦論的范疇下發(fā)現(xiàn)了超對(duì)稱(chēng)；一個(gè)稱(chēng)作超弦理論（超對(duì)稱(chēng)弦理論）的新版本弦論成為了研究主題。盡管如此，玻色弦理論仍然是了解攝動(dòng)弦理論的有用工具，并且超弦理論中的一些理論困難之處在玻色弦理論中已然現(xiàn)身。

弦理論，又稱(chēng)弦論，是發(fā)展中理論物理學(xué)的一支，結(jié)合量子力學(xué)和廣義相對(duì)論為萬(wàn)有理論。弦理論用一段段“能量弦線”作最基本單位以說(shuō)明宇宙里所有微觀粒子如電子、夸克、中微子都由這一維的“能量線”所組成；換而言之，弦論主張“弦”以不同的振動(dòng)模式對(duì)應(yīng)到自然界的各種基本粒子。

較早時(shí)期所建立的粒子學(xué)說(shuō)則是認(rèn)為所有物質(zhì)是由零維的點(diǎn)粒子所組成，也是目前廣為接受的物理模型，也很成功的解釋和預(yù)測(cè)相當(dāng)多的物理現(xiàn)象和問(wèn)題，但是此理論所根據(jù)的粒子模型卻遇到一些無(wú)法解釋的問(wèn)題。比較起來(lái)，弦理論的基礎(chǔ)是波動(dòng)模型，因此能夠避開(kāi)前一種理論所遇到的問(wèn)題。更深的弦理論學(xué)說(shuō)不只是描述弦狀物體，還包含了點(diǎn)狀、薄膜狀物體，更高維度的空間，甚至平行宇宙。弦理論目前尚未能做出可以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

最早期的弦論叫做玻色弦理論，南部陽(yáng)一郎給出了最早的作用量，但是該作用量在場(chǎng)論的框架內(nèi)難以量子化。此后亞歷山大·泊里雅科夫給出了一個(gè)等效的作用量，其幾何含義是把時(shí)空坐標(biāo)視為一個(gè)世界面的標(biāo)量場(chǎng)，并且在世界面上滿(mǎn)足廣義相對(duì)論的一般坐標(biāo)變換規(guī)則。除此之外，如果要求這個(gè)作用量同時(shí)滿(mǎn)足在外爾變化下不變，那么自然的會(huì)要求這個(gè)世界面是一個(gè)二維的曲面。

玻色弦理論是最簡(jiǎn)單的一個(gè)弦論的模型，它最重要的物理圖像是認(rèn)為物理粒子不是單純的點(diǎn)粒子，而是由于弦的振動(dòng)產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)。顯然它有很大的缺點(diǎn)，其一是它只簡(jiǎn)單描述了標(biāo)量玻色子，沒(méi)有將費(fèi)米子引入框架內(nèi)；其二沒(méi)有包含一般量子場(chǎng)論中的規(guī)范對(duì)稱(chēng)性；其三是當(dāng)研究它的質(zhì)量譜時(shí)候發(fā)現(xiàn)，它的真空態(tài)是一組質(zhì)量平方小于零的不穩(wěn)定快子。所有這些問(wèn)題在推廣到超弦理論后得到了很好的解釋。

雖然玻色弦理論有許多吸引人的特質(zhì)，其在成為物理模型理論有兩大缺陷：

1. 其只預(yù)測(cè)玻色子的存在，然而許多物理粒子為費(fèi)米子。

2. 其預(yù)測(cè)了一種具有虛數(shù)質(zhì)量的弦模式，暗示了此理論在快子凝聚過(guò)程會(huì)有不穩(wěn)定性。

• 弦理論

• 快子

弦理論下的耦合常數(shù)有明顯的不同點(diǎn)，弦耦合常數(shù)一方面意味著決定一根弦分裂的能力，另一方面則意味著弦理論的每一個(gè)微擾敘述和一個(gè)弦耦合常數(shù)有關(guān)，可是這些耦合常數(shù)不是事先定義、可調(diào)整及共適性的常數(shù)，而是動(dòng)態(tài)的標(biāo)量場(chǎng)，會(huì)依位置和時(shí)間改善，而其數(shù)值需動(dòng)態(tài)決定。

玻色分布，全同和獨(dú)立的玻色子系統(tǒng)中粒子的最概然分布。

玻色子是 自旋為整數(shù)( 即自旋為n*h/2π，h是普朗克常量）的粒子，如光子，W粒子,Z粒子，He 4原子，全同玻色子系統(tǒng)中粒子不可分辨，每一量子態(tài)容納的粒子數(shù)可以是任意正整數(shù)個(gè)。對(duì)于粒子數(shù)、體積和總能量確定的玻色子系統(tǒng)，當(dāng)溫度為T(mén)時(shí) ，處在能量為的量子態(tài)上的平均粒子數(shù)為

式中，k是玻耳茲曼常量，μ是化學(xué)勢(shì)。在高溫和低密度條件下，玻色分布過(guò)渡到經(jīng)典的麥克斯韋-玻耳茲曼分布。當(dāng)化學(xué)勢(shì)μ=0時(shí)，基態(tài)分布發(fā)散，因此大量粒子會(huì)跑到基態(tài)去，形成玻色-愛(ài)因斯坦凝聚。

玻璃形成理論是指由于玻璃結(jié)構(gòu)理論尚未定論，加上玻璃系統(tǒng)的夏雜性和形成過(guò)程的特殊性，雖有許多學(xué)者從熱力學(xué)、功力學(xué)和結(jié)晶化學(xué)等方面討論玻璃形成規(guī)律，但尚未形成統(tǒng)一和完善理論 。