Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

自旋-统计定理的几何证明:从立方晶格旋转对称性到费米子交换符号

卓冰 蒋

Published Jun 11, 2026• 0 citations
Publisher

Abstract

本文提供了一个几何证明,说明两个全同自旋-1/2粒子的交换必然产生一个负号。该证明仅依赖于空间旋转群的 SU(2) 双重覆盖:恒等式 S(−n,π) = −S(n,π) 直接由 S(2π) = −I 导出,对于 s=1/2 给出因子 (−1)^(2s) = −1。交换操作被建模为一个连续的绝热过程,其中每个粒子绕其连线中点旋转 π 角。证明不依赖于反对易关系或量子场论的任何假设。

DOI
10.5281/zenodo.20644398

Related papers

忆子微观运动方程连接经典场与量子力学代数——多体拓扑非对易

李季瞳

摘要 :量子力学的复结构、算符非对易性、正则对易关系与 SU(2) 旋量半整数旋转特 性,是微观体系的先天独立公理,无法从经典第一性原理导出,造成经典力学与量 子力学的底层逻辑割裂。本文严格依托信息场论唯一底层公理 S + ω = 1 与忆子本 体论体系,从经典场动力学到量子核心代数的完整闭环连接。本文首先通过微观-宏 观量纲严格桥接,从已验证的宏观信息场方程降尺度导出忆子微观非线性运动方程; 通过低能、弱场、慢变包络经典近似,使纯经典忆子场方程自然退化为含时薛定谔 方程结构。基于该经典涌现场方程,动量算符形式、正则对易关系为纯数学结构推 论,德布罗意关系由平面波本征解后置引入(作为定义)。进一步,本文通过离散平 移算符与位置算符的初等代数运算,结合平移群无穷小生成元定义和忆子旋转动力 学,独立导出同一正则对易关系,实现双路径交叉验证。在此基础上,依托忆子内 禀双刻痕 Ntrace = 2 拓扑自由度,构建纯经典两体耦合模型,完整复刻 SU(2) 旋量 2π 反转、4π 复原的核心特征,证明旋量对称并非量子专属属性,而是二维紧致经典 拓扑系统的高阶涌现结果,并建立旋量耦合参数与忆子内源基础常量的定量映射关 系。全文严格区分经典物理本体与量子数学表象,所有量子核心规律均被连接到经 典多体拓扑动力学的衍生效应,实现真正意义上的量子力学经典化第一性重构,可 为统一场论、量子基础公理重构研究提供自洽、无漏洞、可审核的全新理论框架。

•Jun 16, 2026•0 citations

Zb026 · 相位与 2π:单值性、通量量子化、自旋半整数的 4π 周期

guobin ouyang

相位在本库有三处出现,本篇把它们统一到"$2\pi$ 的整数倍"这一条上: $$ \boxed{\;\begin{aligned} &\textbf{单值性}:\ \psi\ \text{单值}\iff\oint\nabla\theta\cdot d\ell=2\pi n\ (n\in\mathbb Z);\\ &\textbf{通量}:\ \partial_\mu\theta=\tfrac q\hbar A_\mu+\cdots\ \Longrightarrow\ \Phi=\frac{2\pi\hbar}{q}\,n=\frac{h}{q}\,n;\\ &\textbf{半整数}:\ \text{自旋-}\tfrac12\ \text{绕轴转}\ 2\pi\ \text{给}\ -I,\quad 4\pi\ \text{才给}\ +I . \end{aligned}\;} \tag{0.1} $$ **三条正面结果**: 1. **单值性(定理 1.2)**:绕闭合回路一周相位必须整 $2\pi$ 倍。 2. **通量量子化(定理 2.2)**:单值性把磁通量锁定为 $h/q$ 的整数倍。 3. **$4\pi$ 周期(定理 3.2)**:自旋-$\frac12$ 的旋转群是 $SU(2)$,其 $2\pi$ 旋转等于 $-I$,故态向量需要 $4\pi$。 **一处记账**:"波函数单值"是**结构选择(I)**(也可以取多值、双值表示);给定它,三条结论都是定理。 ---

•Oct 31, 2026•0 citations

含时磁场中自旋团簇两类规范解关系的研究

宋元军, 王庆武

本文用坐标系旋转方法研究SU(2)自旋团簇系统两类规范解析解的关系.研究对象选用一个有部分各向异性耦合的3自旋1/2粒子环链.从中发现系统的单规范解析解可以由双规范解析解获得.还计算了单规范解析解的几何相位,结果显示:单规范的每个基本解析解中的几何相位均为π.如果令双规范中的参数λ=π/2,那么这个相位值与对应的双规范基本解析解中的几何相位是一致的.

•Jan 1, 2012•0 citations

制备奇偶SU(2)相干态腔场纠缠态

陈昌永, 李韶华, 刘宗良 +1 more

利用一个参量频率转换过程,在腔中制备双模SU(2)相干态,然后在一系列全同的SU(2)相干态腔场注入一个Λ型三能级原子,使之与腔场的一个模发生拉曼相互作用,通过系列原子-腔场相互作用生成腔场-原子纠缠态,通过对原子进行选择性测量,可获得奇偶SU(2)相干态腔场纠缠态.

量子光学学报•Jan 1, 2004•0 citations

A Geometric Proof of the Spin-Statistics Theorem From Cubic Lattice Rotation Symmetry to the Fermion Exchange Sign

卓冰 蒋

Abstract:This work provides a geometric proof that the exchange of two identical spin-1/2 particles necessarily produces a minus sign. The proof relies only on the SU(2) double cover of the spatial rotation group: the identity S(−n,π) = −S(n,π), which follows directly from S(2π) = −I, yields the factor (−1)^(2s) = −1 for s=1/2. The exchange operation is modeled as a continuous adiabatic process in which each particle rotates by π about the midpoint of their separation. No assumptions about anticommutation relations or quantum field theory are required.

•May 31, 2026•0 citations

The low-temperature specific heat anomaly of the SU(2) invariant 1D Heisenberg antiferromagnet of spin S in a small magnetic field

Kong-Ju-Bock Lee

It is expected that the specific heat of the SU(2)-invariant 1D Heisenberg antiferromagnet of spin S is linear to the temperature at low T with the linear coefficient gamma s being a function of field H. The author's main result is that lim H to O gamma s = 1 / 3 (1+ square root S Gamma (S)(e/S) s / pi ) not= lim T to O lim H to O gamma s =2S/(1+S). This extends the previous result for S= 1 / 2 to other spin values. The author also provides an approximate interpolation formula between these two limits as a function of H/T for very small H and T.

Journal of Physics Condensed Matter•Mar 18, 1991•4 citations
本文提供了一个几何证明,说明两个全同自旋-1/2粒子的交换必然产生一个负号。该证明仅依赖于空间旋转群的 SU(2) 双重覆盖:恒等式 S(−n,π) = −S(n,π) 直接由 S(2π) = −I 导出,对于 s=1/2 给出因子 (−1)^(2s) = −1。交换操作被建模为一个连续的绝热过程,其中每个粒子绕其连线中点旋转 π 角。证明不依赖于反对易关系或量子场论的任何假设。
摘要 :量子力学的复结构、算符非对易性、正则对易关系与 SU(2) 旋量半整数旋转特 性,是微观体系的先天独立公理,无法从经典第一性原理导出,造成经典力学与量 子力学的底层逻辑割裂。本文严格依托信息场论唯一底层公理 S + ω = 1 与忆子本 体论体系,从经典场动力学到量子核心代数的完整闭环连接。本文首先通过微观-宏 观量纲严格桥接,从已验证的宏观信息场方程降尺度导出忆子微观非线性运动方程; 通过低能、弱场、慢变包络经典近似,使纯经典忆子场方程自然退化为含时薛定谔 方程结构。基于该经典涌现场方程,动量算符形式、正则对易关系为纯数学结构推 论,德布罗意关系由平面波本征解后置引入(作为定义)。进一步,本文通过离散平 移算符与位置算符的初等代数运算,结合平移群无穷小生成元定义和忆子旋转动力 学,独立导出同一正则对易关系,实现双路径交叉验证。在此基础上,依托忆子内 禀双刻痕 Ntrace = 2 拓扑自由度,构建纯经典两体耦合模型,完整复刻 SU(2) 旋量 2π 反转、4π 复原的核心特征,证明旋量对称并非量子专属属性,而是二维紧致经典 拓扑系统的高阶涌现结果,并建立旋量耦合参数与忆子内源基础常量的定量映射关 系。全文严格区分经典物理本体与量子数学表象,所有量子核心规律均被连接到经 典多体拓扑动力学的衍生效应,实现真正意义上的量子力学经典化第一性重构,可 为统一场论、量子基础公理重构研究提供自洽、无漏洞、可审核的全新理论框架。
相位在本库有三处出现,本篇把它们统一到"2π2\pi2π 的整数倍"这一条上: $$ \boxed{\;\begin{aligned} &\textbf{单值性}:\ \psi\ \text{单值}\iff\oint\nabla\theta\cdot d\ell=2\pi n\ (n\in\mathbb Z);\\ &\textbf{通量}:\ \partial_\mu\theta=\tfrac q\hbar A_\mu+\cdots\ \Longrightarrow\ \Phi=\frac{2\pi\hbar}{q}\,n=\frac{h}{q}\,n;\\ &\textbf{半整数}:\ \text{自旋-}\tfrac12\ \text{绕轴转}\ 2\pi\ \text{给}\ -I,\quad 4\pi\ \text{才给}\ +I . \end{aligned}\;} \tag{0.1} $$ **三条正面结果**: 1. **单值性(定理 1.2)**:绕闭合回路一周相位必须整 2π2\pi2π 倍。 2. **通量量子化(定理 2.2)**:单值性把磁通量锁定为 h/qh/qh/q 的整数倍。 3. **4π4\pi4π 周期(定理 3.2)**:自旋-12\frac1221​ 的旋转群是 SU(2)SU(2)SU(2),其 2π2\pi2π 旋转等于 −I-I−I,故态向量需要 4π4\pi4π。 **一处记账**:"波函数单值"是**结构选择(I)**(也可以取多值、双值表示);给定它,三条结论都是定理。 ---
Abstract:This work provides a geometric proof that the exchange of two identical spin-1/2 particles necessarily produces a minus sign. The proof relies only on the SU(2) double cover of the spatial rotation group: the identity S(−n,π) = −S(n,π), which follows directly from S(2π) = −I, yields the factor (−1)^(2s) = −1 for s=1/2. The exchange operation is modeled as a continuous adiabatic process in which each particle rotates by π about the midpoint of their separation. No assumptions about anticommutation relations or quantum field theory are required.
It is expected that the specific heat of the SU(2)-invariant 1D Heisenberg antiferromagnet of spin S is linear to the temperature at low T with the linear coefficient gamma s being a function of field H. The author's main result is that lim H to O gamma s = 1 / 3 (1+ square root S Gamma (S)(e/S) s / pi ) not= lim T to O lim H to O gamma s =2S/(1+S). This extends the previous result for S= 1 / 2 to other spin values. The author also provides an approximate interpolation formula between these two limits as a function of H/T for very small H and T.