Son partículas elementales en realidad más elemental de quasiparticles?

Question

Los Quarks y los leptones son considerados partículas elementales, mientras que los fonones, agujeros, y solitones son quasiparticles.

A la luz de los fenómenos emergentes, tales como la fracción de partículas cargadas en la fracción de efecto Hall cuántico y spinon y chargon en spin-la separación de la carga, son las partículas elementales en realidad más elemental de quasiparticles?

La respuesta simplemente dependen de si uno es la adopción de un reduccionista o emergentes punto de vista?

Answer 1

Las partículas elementales, como los fotones y los electrones, no son más elementales en el sentido de que hay teorías, como la cuántico de spin modelo de celosía, de la cual no puede ser derivada como una efectiva aproximación (véase, por ejemplo, arXiv:hep-th/0302201).

En particular, la cadena-net condensación proporciona un sistema unificado de origen para gauge de las interacciones y de Fermi estadísticas: Tanto a nivel de primaria bosones gauge (como los fotones, los gluones) y fermiones elementales (tales como los electrones, los quarks) puede emerger como cuasi-partículas en una cuántico de spin modelo de celosía si la cuántico de spin modelo tiene una "cadena-neto estado condensado" como su estado fundamental. Una comparación entre la cadena-net enfoque y la de supercuerdas enfoque se puede encontrar aquí.

Hay un falsificable predicción de la cadena-net teoría: todos los fermiones (elemental o compuesta), deberán llevar medidor de carga (véase cond-mat/0302460). El modelo estándar contienen compuestos de fermiones que son neutrales para $U(1)\times SU(2)\times SU(3)$ teoría de gauge. Así que de acuerdo a la cadena-net teoría, la modelo estándar es incompleta. El modelo correcto debe contener extra teoría de gauge, tales como un $Z_2$ teoría de gauge. Así, la cadena-net de la teoría predice extra discretas, teoría de gauge y nuevas cuerdas cósmicas asociado con el nuevo discretas, teoría de gauge.

El surgimiento de un enfoque que puede también producir (lineal) de la gravedad cuántica de la cuántico de espín de los modelos (ver arXiv:0907.1203). Sin embargo, la aparición de enfoque (tales como la cadena-net teoría), hasta el momento, no producen el quirales acoplamiento entre el $SU(2)$ interacción débil y los fermiones.

Answer 2

Son más elemental en el sentido de que no es aceptada la teoría subyacente a partir de la cual pueden ser derivados como una efectiva aproximación.

Por otro lado, ¿qué es elementaty cambios con el tiempo. En algún momento, los protones y los neutrones se consideran partículas elementales, whily que ahora son considerados como compuestos de quarks. Hay varios hipotéticas teorías en las cuales las partículas en la actualidad se considera como primaria se considera compuesto de aún más las partículas elementales. El último se llama preons. Ver http://en.wikipedia.org/wiki/Preon

Por lo tanto, si uno de los preon teorías ganaría gran aceptación, las actualmente aceptadas primaria partricles obtendría el estado de quasiparticles de efectivo de una teoría (que sería el actual modelo estándar) deducida por el grueso de la granulación de la subyacente preon teoría.

Answer 3

Como usted menciona fraccional efecto Hall cuántico, deje que me considere un sistema de $N$ electrones típico de una materia condensada del sistema. Ahora piense en su Hamiltoniano como tener dos partes

$\hat{H} =\hat{H}_0+\hat{H}_{int}e^{-\zeta t}$ $t >0$

así que poco a poco se apaga la interacción de parte, por lo que en grandes ocasiones puede asignar su completa Hamiltoniana (con interacciones) a su libre Hamilton. Si usted puede hacer que, los elementos de la matriz de la interacción y que no interactúan caso serán idénticos.

En la teoría de Fermi líquido, el quasiparticles son entendidos como las excitaciones de una interacción de muchos sistemas del cuerpo. Corresponden a la creación o la aniquilación de partículas [electrones] y pueden ser marcadas por los mismos números cuánticos como el que no interactúan entre estados a condición de que:

• La adiabática procedimiento es válido (que es la energía del estado mayor de la tasa de cambio, $\varepsilon_{\mathbf{k}\sigma} \ll \zeta $, lo que equivale a suponer que el$T\ll\zeta$, ya que típicamente $\varepsilon_{\mathbf{k}\sigma}\simeq T$.
• Las interacciones no inducir transiciones de los estados en cuestión, o en otras palabras el tiempo de vida que el estado debe satisfacer $\tau_{\text{life}} \gg \zeta^{-1}$.

Así, el quasiparticle concepto sólo tiene sentido en escalas de tiempo más corto que el quasiparticle tiempo de vida y no debemos pensaba en ellos como la exacta autoestados. Por otro lado, los electrones tienen una vida infinita de tiempo (se entiende infinito por muy muy grande $\tau_{\text{life,e}}\simeq10^{26}$ años). El propio "primaria" partículas son los electrones, no la quasiparticles. De nuevo, quasiparticles se refiere sólo a las excitaciones del sistema. Obviamente, algunas de las propiedades de su sistema será descrito sólo a través de las excitaciones de todo el sistema, estas son las propiedades emergentes que estaba hablando (las fracciones de carga, la fracción de estadísticas...).

D.