Т. Монополь Хофта – Полякова - t Hooft–Polyakov monopole - Wikipedia

В теоретическая физика, 'т. Монополь Хофта – Полякова это топологический солитон аналогично Монополь Дирака но без особых особенностей. Возникает в случае Теория Янга – Миллса с группа датчиков G, соединенный с Поле Хиггса который самопроизвольно ломается его до меньшей группы H через Механизм Хиггса. Впервые он был обнаружен независимо Жерар т Хофт и Александр Поляков.^[1][2]

В отличие от монополя Дирака, монополь 'т Хофта – Полякова представляет собой гладкое решение с конечным полным энергия. Решение локализовано вокруг ${\displaystyle r=0}$. Очень далеко от начала координат калибровочная группа G разбивается на H, и монополь 'т Хофта – Полякова сводится к монополю Дирака.

Однако в самом начале G калибровочная симметрия неразрывно, и решение неособо также вблизи начала координат. Поле Хиггса

${\displaystyle H_{i}\qquad (i=1,2,3)\,}$

пропорционально

${\displaystyle x_{i}f(|x|)\,}$

где сопряженные индексы отождествляются с трехмерными пространственными индексами. Калибровочное поле на бесконечности таково, что зависимость поля Хиггса от угловых направлений является чисто калибровочной. Точная конфигурация поля Хиггса и калибровочного поля вблизи начала координат такова, что оно удовлетворяет полному Уравнения Янга – Миллса – Хиггса движения.

Математические детали

Предположим, что вакуум - это вакуумный коллектор Σ. Затем, для конечных энергий, когда мы движемся по каждому направлению к пространственной бесконечности, состояние на пути приближается к точке на вакуумном многообразии Σ. В противном случае у нас не было бы конечной энергии. В топологически тривиальных измерениях 3 + 1 это означает, что пространственная бесконечность гомотопически эквивалентна топологическая сфера S². Итак секторы суперотбора классифицируются второй гомотопической группой Σ, π₂(Σ).

В частном случае теории Янга – Миллса – Хиггса вакуумное многообразие изоморфно фактор-пространству G / H, а соответствующая гомотопическая группа - это π₂(G / H). Обратите внимание, что на самом деле для этого не требуется наличие скалярного поля Хиггса. Большинство механизмов нарушения симметрии (например, technicolor) также приводят к возникновению монополя 'т Хофта-Полякова.

Легко обобщить на случай d + 1 размер. Имеем π_d−1(Σ).

Проблема монополя

«Проблема монополя» относится к космологическим последствиям теории великого объединения (GUT). Поскольку монополи обычно образуются в GUT во время остывания Вселенной, и поскольку ожидается, что они будут довольно массивными, их существование угрожает перегрузить его.^{[требуется разъяснение ]}. В стандарте это считается "проблемой". Большой взрыв теория. Космическая инфляция исправляет ситуацию, уменьшая изначальное изобилие магнитных монополей.

Рекомендации

1. 'т Хоофт, Г. (1974). «Магнитные монополи в унифицированных калибровочных теориях» (PDF). Ядерная физика B. 79 (2): 276–284. Bibcode:1974НуФБ..79..276Т. Дои:10.1016/0550-3213(74)90486-6.
2. Поляков, А. (1974). «Спектр частиц в квантовой теории поля» (PDF). ЖЭТФ Буквы. 20 (6): 194–195. ISSN  0370-274X.