• 2018-01-28 06:28:36
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  • 原标题:国科大在揭秘爱因斯坦一致场论的研讨中获得打破

    据中科院官方网站报导,我国科学院院士吴岳良在物理学大一致理论上完成重要打破。

    报导称,吴岳良在揭秘爱因斯坦一致场论的研讨中获得打破,创建了超一致场论(hyperunified field theory)。该理论受相对论性狄拉克旋量理论、爱因斯坦广义相对论、杨-米尔斯标准理论和大一致理论的启示,并依据吴岳良前期开展的引力量子场论的研讨效果,为提醒爱因斯坦一致场论理念中的不解之谜,探究终极一致理论打开了一扇新窗口。

    我国科学院院士吴岳良

    众所周知,我国在物理学终极理论范畴,同世界尖端水平还存在着较大距离,那么,吴岳良院士的理论终究处于什么水平?

    吴岳良院士这次的研讨效果是宣布在《欧洲物理杂志C》上。据观察者网查询,《欧洲物理杂志》(European Physical Journal)C刊专门刊发粒子和场论范畴文章,影响因子5.331。这意味着,除掉《科学》、《天然》这样的归纳期刊和《现代物理谈论》《物理报导》这种只向闻名科学家约稿的期刊,《欧洲物理杂志》在物理学专业界算得上是尖端水平。

    而吴岳良自己不仅是中科院院士、973项目首席科学家,还有多个头衔加身,现任我国科学院大学常务副校长,也是我国引力波勘探方案“太极方案”的首席科学家。依据“太极方案”,我国将于2033年发射引力波勘探卫星组,成为世界最具大志的理论物理学研讨项目之一。

    吴岳良在大一致理论上的研讨也早有报导。2016年1月的一次陈述会上,他用“逾越爱因斯坦广义相对论”来描绘自己的研讨。

    简略地说,现代物理学以为,天然界有四种根本彼此效果力:万有引力、电磁彼此效果力、弱彼此效果力、强彼此效果力。狭义相对论与量子力学一致而成的“量子场论”,现已可以将强、弱和电磁三种力一致描绘,但描绘万有引力的广义相对论却无法与其一致。爱因斯坦一生寻求的就是将量子力学和广义相对论一致的“一致场论”。

    吴岳良提出的“超一致场论”,则是跳出了广义相对论中“引力是曲折时空体现”的理论,在平整时空的前提下进行研讨。因而,他以为自己提出的是一种新思路,开端“逾越爱因斯坦供给的技能道路”。

    中科院网站关于吴岳良院士最新效果的报导如下:

    近来,我国科学院院士、我国科学院大学教授、亚太世界理论物理中心和中科院理论物理研讨所研讨员吴岳良,在揭秘爱因斯坦一致场论的研讨中获得打破,创建了超一致场论(hyperunified field theory)。该理论受相对论性狄拉克旋量理论、爱因斯坦广义相对论、杨-米尔斯标准理论和大一致理论的启示,并依据吴岳良前期开展的引力量子场论的研讨效果,为提醒爱因斯坦一致场论理念中的不解之谜,探究终极一致理论打开了一扇新窗口。

    自1915年爱因斯坦创建广义相对论以来,物理学家、数学家致力于构建一套可以一致描绘天然界已知根本彼此效果的理论。爱因斯坦进行了长时刻且广泛深化的探究,企图在经典一致场论结构内树立描绘电磁力和引力的一致理论。他花费了后半生简直一切的时刻探寻一致场论,虽然一切的测验终究未能获得成功,但其关于一致场论的理念一向连续至今。爱因斯坦一致场论之梦成为一代又一代理论物理学家和数学家们所寻求的愿望。

    在超一致场论中,一切已知的根本粒子(夸克和轻子)一致成为十九维超时空(hyper-spacetime)中的单一根本粒子——马约拉纳型超旋量场(Majorana-type hyper-spinor field),其旋量结构由根本粒子超自旋荷(hyper-spin charge)的量子特性所决议。一切已知的根本彼此效果(引力、电磁、弱和强效果力)由超旋量场的超自旋标准对称性(hyper-spin gauge symmetry)一致分配,并由超自旋标准场(hyper-spin gauge field)和与之相随同的超引力场(hyper-gravifield)一致描绘。

    超一致场论的树立遵照两个根本辅导准则:一是根本粒子的内稟量子数和独立自由度决议时空的维度与结构;二是描绘天然规律的效果量遵从标准不变原理且与坐标选取无关。准则之一使根本粒子的内稟特性和对称性与时空的几许yy9420特性和对称性树立起对应相关,导致一切根本粒子兼并一致成为超时空中的超旋量场,超旋量场的旋量结构反映超时空的几许性质。准则之二导致局域平整超引力场时空(locallyflat hyper-gravifield spacetime)作为天然演生(emergent)的非坐标内稟超时空而出现,使一切根本彼此效果一致成为超引力场时空中的超自旋标准彼此效果(hyper-spin gauge interaction)。由此导出标准-引力对应原理(gauge-gravity correspondence)。

    依据构建超一致场论的根本原理,天然地引进双标架超时空(biframe hyper-spacetime)概念,并赋予高维超时空以物理和几许寓意。标架之一是全体平整的闵氏超时空,起惯性参考系的效果,能很好地界说坐标时空的衡量和物理守恒量,用以描绘根本场的运动学;另一标架则是局域平整的超引力场时空,起着传递局域彼此效果和能量的效果,能很好地界说和表征根本场内稟自由度之间的相干相关和标准守恒流,用以描写根本场的动力学。数学上,双标架超时空构成几许的纤维丛结构,全体平整的闵氏超时空和局域平整的超引力场时空别离作为纤维丛的底时空和其纤维。作为底时空的闵氏超时空是一个没有彼此效果存在的真空超时空,而当作纤维的超引力场时空是一个具有非对易几许结构的真实超时空,其非对易性由超引力场的标准场强来描写。超引力场时空构成一个真实世界,准则上可由根本场的彼此效果勘探其性质。

    在引力量子场论的理论结构下,超一致场论具有闵氏超时空的最大庞加莱对称性(非齐次洛伦茨对称性)PO(1,18)和超引力场时空的最大超自旋标准对称性SP(1,18)以及全体和局域的标度对称性。可导出一切对称性对应的守恒定律和根本场的运动方程,尤其是包括超引力场能动量在内的总的超应力能动量张量守恒定律(hyper-stress energy momentum conservation law)。给出由守恒的双协变超矢量流所分配的超引力场的标准引力方程,并借此导出由守恒的超应力能动量张量所决议的超度规引力场的几许引力方程。超应力能动量张量的对称部分对应于超时空中推行的爱因斯坦引力场方程。超一致场论的标度标准不变性由标度标量场和标度标准场描写,对研讨世界的根本能量标度以及世界的来源和演化起根底性效果。

    超引力场作为界说在双标架超时空中的双协变矢量场(bicovariant vector field),是一个标准型矢量场,也起着Goldstone玻色场的效果。作为Goldstone玻色场的超引力场的对称改换决议超自旋标准对称性,然后提醒标准对称性的引力来源。

    超一致场论的超时空被证明具有隐性广义线性群对称性GL(19,R)(hidden general linear group symmetry),在四维时空中,此对称性奠定了爱因斯坦广义相对论的根底。证明标明,超引力场的标准彼此效果可等效为超时空度规联络的彼此效果,并由超时空黎曼几许的曲率张量来描绘。由此导出引力-几许对应原理(gravity-geometry correspondence)。

    依据广义标度标准不变条件和幺正标准固定条件,研讨标明,超引力场的标准动力学彻底等价于超引力度规场(hyper-gravimetric field)的几许动力学,由此提醒引力的标准-几许对偶性质(gravitational gauge-geometry duality)。终究得出结论:构建超一致场论所遵从的根本原理比爱因斯坦树立广义相对论所假定的广义协变原理更根本和更遍及。

    超一致场论的树立触及对时空观念、几许观念和世界观念以及物质观念和能量观念的重新知道。该理论预言新的矢量型夸克和轻子、镜像夸克和轻子、多重态标准矢量玻色子和有用标量玻色子等新粒子以及自旋力和标度力等新的彼此效果力的存在。深化研讨超一致场论的动力学和新物理唯象、探究对称破缺机制和维数约化模型以及勘探引力波的根本性质和引力世界,将对深入知道四维时空结构的生计世界,了解引力实质、世界来源、质量来源、暗物质和暗能量等根本科学问题,以及查验超一致场论和探秘天然界根本规律起重要效果。

    相关研讨效果宣布在The European Physical Journal C上。研讨工作得到了中科院战略性先导科技专项、前沿科学要点研讨方案和国家天然科学基金等的支撑。

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