光子為啥只有一種 , 而不像膠子有多種?

光子為啥只有一種 , 而不像膠子有多種?


這是由對稱性決定的。

在Yang-Mills理論中(非阿貝爾規範理論),N個基本粒子(費米子)填充 SU(N)N>1 )群的基礎表示,而群的生成元對應著這些傳遞這些費米子相互作用的規範粒子,其個數為 N^{2}-1

  • 電磁相互作用對應 U(1) 群,這是阿貝爾群,傳遞電磁相互作用的規範玻色子,即光子,只有一種。對應的費米子就是任何帶電粒子;
  • 弱相互作用對應著 SU(2) 群,傳遞弱力的規範玻色子就有三個,分別是 W^{pm}Z 玻色子(此處先不考慮電弱統一)。基礎表示是一個二分量的場,比如電子和電子中微子的二重態 (
u_{e},e)^{T} 或者上夸克和下夸克的二重態 (u,d)^{T}
  • 強相互作用對應著 SU(3) 群,傳遞強力就有八種玻色子,即題主說的膠子。此時三分量的場對應著夸克的色自由度。色自由度是一種內柄自由度,填充 SU(3) 群的基礎表示。


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