简并真空？

此时此刻。

操作台边。

听到徐云嘴中冒出的这四个字，赵忠尧本就很有喜感的眉毛，再次极其明显的向上抬了抬。

简并真空。

从字面上不难看出，这个概念可以分成两部分讨论：

简并、以及真空。

众所周知。

真空这个词有点类似二级页面，同样还可以分成两个三级页也就是两种情景：

一是宏观物理上的真空。

二则是微观.或者说量子概念中的真空。

其中前者很好理解，指的就是所述的空间中空无一物或者某个人不穿内衣内裤。

但量子概念中的真空嘛这就复杂很多了。

量子真空的概念最早可以追溯到眼下这个时期的二十年前，也就是1940年前后。

当时世界大战打的如火如荼，物理学界则在战火之下悄然高速发展。

当时狄拉克用狄拉克方程建立了氢原子模型，模型由一个质子和一个电子相互吸引的库仑势组成。

早先提及过。

狄拉克方程描述了费米子行为，质子和电子也是其中的两种典型代表。

所谓典型，自然就代表着它们的研究已经很深入透明了。

因此物理学家们也以为通过狄拉克方程就能对氢原子能级有了很好的理解，毕竟构成它的粒子已经没什么秘密了。

当时米兰那边的物理学家甚至已经一边开着香槟，一边欢呼一个新模型的出现了——质子电子氢原子三个圆圆的东西加起来就是三比零，这怎么可能输嘛？

直到

一个叫威利斯·兰姆的海对面人在利物浦大学做了个实验，毫无征兆的打破了一切岁月静好。

1947年。

兰姆在做氢谱精细结构研究的时候，实验出现了一个异常结果：

氢谱在2S1/2和2P1/2两个量子能级有着轻微的能量差异。

而根据狄拉克方程预测，这两个量子态的能量理论上应该是一样的。

但兰姆发现的这个能量差值大概在1028MHz左右，并且经过反复确认也被排除了实验误差的可能性。

后来兰姆将这个差值命名为兰姆位移，他也靠着这个发现获得了1955年的诺贝尔物理学奖。

兰姆位移显示出了狄拉克方程在精细的条件下是不够完善的，细微的能级差暗示了物理学家还有一些内容必须补充。

而这个内容就是.

量子真空——或者说真空涨落。

也就是在量子真空的范畴之内并非空无一物，而是存在有难以估量的场.也就是能量。

它是不同虚实粒子不断出现和消失组成的集合，这类极度短暂的粒子99.99999%的情况下不被注意到，但在某些情况下真空力却可能会产生可被测量到的效应。

对于玻色子，该能量是正的。

对于费米子，该能量是负的。

即量子真空空而不空，这是量子场论的一个重要结论，所谓的卡西米尔力也是这部分的范畴。

当然了。

以上这些是徐云穿越时也就是后世2023年的认知，比如今这个时期要深入清晰很多。

例如后世还定义出了另一个相关概念，叫做真空衰变。

它的内容是这样的：

宇宙万物都会自发地趋向于能量最低的状态，类似于水往低处流。

所以如果宇宙真空并不是处于能量最低状态，那么在一定的条件下，宇宙真空就会向更低的能量状态“跌落”。

假设宇宙真空并没有处于能量最低的状态，那么我们就可以将其称为“伪真空”。

与之对应的是处于能量最低状态的宇宙真空，则可以称为“真实的真空”。

举个例子。

一座山的半山腰有一颗铁球。

尽管它存在着继续往下掉的趋势，但由于在半山腰的位置上存在着一种地势的阻挡，它就不会继续往下掉。

但假如你用一定的力量推动这个铁球越过阻挡它的地势，它就会不可避免地继续往下掉。

同样的道理。

如果向伪真空里注入足够大的能量。

那么伪真空就可以突破能量势垒，进而向真实的真空跌落，于是真空衰变就发生了。

要知道。

真空衰变释放出的能量其实是非常非常庞大的，大到足以令其周围的伪真空也突破能量势垒。

在这种情况下。

如果宇宙中的某一区域发生了真空衰变，那么其释放出的能量就会引发周围的空间发生真空衰变。

而周围的空间发生了真空衰变，又会引发更多的空间也发生真空衰变，无限套娃.

最终这就会形成了一种不可阻止的连锁反应，其造成的效果就是一个由“真实的真空”构成的球体空间在宇宙中急剧膨胀。

而从理论上来讲。

这个球体空间的膨胀速度，其实就是光速。

同时这个球体空间的“表面”充斥着巨大能量的缘故。

因此在其所过之处，宇宙中的众多天体都会分崩离析，并且物理常数都会发生巨大变化。

看到这里。

是不是有同学感觉这种描述有些熟悉？

是不是感觉黑洞和这很像？

很可惜，你们熟悉的早了——黑洞其实并不是真空衰变的模型。

但是

某钓鱼佬下本书的大结局却和真空衰变有关系.（没错，我下本书的大结局都想好了，算是一个跨越一本书的彩蛋吧，矫情一下，希望下本书大结局的时候还能看到你们）

好了。

视线再回归现实。

而除了真空之外。

另一个简并的概念相对就简单一些了。

一个厄密算符的本征值有多个本征态，这就是简并。

比如上头提到的氢原子轨道，就有角动量和自旋这两个简并。

再举个例子。

看过网络的同学应该都知道。

一个网络作家的笔名下可能有好几本书。

这几本书虽然成绩啊字数啊内容啊都不一样，但它们都是同一个作者创作在同一个网站上的，这几本书就是笔名的简并。

所以简并真空指的就是一种本征态的真空雏形，也就是在真空对系统群G非不变的情况下，变换出的另一个态。

这个态经过柱对称基态的变换，最终导致了标量玻色子的出现。

如果上头这句话还是没法理解，就依旧是以网络为例：

同样是一个叫做日更三万钓鱼佬的作家，这个笔名之下有两本书：

一本叫做《异世界征服手册》。

另一本叫做《科技帝国从消灭蟑螂开始》。

前一本书的主角叫做吴凡，后一本书主角叫做驴。

你聊到《异世界征服手册》这个真空态的时候，想起的角色肯定就是吴凡、曹毅、林子明也就是有矢量的规范玻色子。

而如果你聊的是《科技帝国从蟑螂开始》这个简并真空，那么讨论的角色自然就变成了驴、斧头、老苏这些标量玻色子了。

也就是角色对应书=规范/标量玻色子对应各自的简并态。

至于书里的不同角色，就是不同类型的规范玻色子，比如说光子胶子等等。

“.”

随后赵忠尧沉默了一会儿，拿起圆珠笔在手上转了会儿，对徐云说道：

“小韩，我有个问题啊简并真空如果成立，那么它的体系又会是什么样的呢？”

“毕竟简并真空也只是一个态，支撑这种模型存在的原理才是真正的核心所在。”

“就像我们说永动机发明出来后可以做到跨越星际旅行，比起后面的行为，如何拿出永动机的设计模型才是重点——对于现有的框架体系来说，永动机压根是个不可能出现的事物。”

徐云闻言很是理解的笑了笑，这个道理他自然也很清楚：

“赵主任，您说的很对，比起简并真空的模型，更深层的原理显然才是关键。”

“至于这个原理嘛赵主任，您听说过自发对称性破缺吗？”

“自发对称性破缺？”

赵忠尧眨了眨眼，很快便想到了什么：

“就是那个超导现象的理论？好像是什么物质特性从自发性由对称的状态噼里啪啦变到不对称的状态？”

徐云用力点了点头：

“没错。”

自发对称性破缺。

它的英文名叫做Spontaneoussymmetrybreaking，缩写起来是有些微妙的SSB。