分类 '理论物理' 中的文章


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

十字路口


2008年5月25日, 星期天

crossroad.jpg

(《环球科学》第六期专栏文章,请勿转载)

LHC(大型强子对撞机)的磁铁需要降温到1.9开尔文,按照目前的进度,所有的磁铁的降温将在今年6月中旬完成,随后就是注入粒子束,实验将正式开始。

随着LHC装置临近尾声,粒子物理界甚至宇宙学界在媒体上的声音越来越大。LHC如果不是地球上人类用来探测微观世界的最后一台人造加速器,也几乎是倒数第二台加速器,所以它的任务非常重要。按照官方的说法,以及粒子物理界的共识,这是一台专门用来探测标准粒子模型中最后一个粒子的机器。这个粒子就是赋予各种粒子质量的黑格斯粒子。对于研究超出标准模型的物理学家来说,这台机器被寄予更大的希望。我们不仅想通过这台机器看到标准模型中的最后一个粒子,我们还想看到更多的超出标准模型的粒子。有些理论家也许已经开始了他们的诺贝尔梦,因为在过去的十年或更长的时间内,他们绞尽脑汁构造新的粒子物理模型,这些模型往往非常复杂,自然也含有很多我们没有见过的粒子。对于他们来说,粒子物理正站在十字路口,我们将走向何方,LHC是下一个路标。

点击阅读全文 »

生活在继续-M2


2008年5月22日, 星期四

greenribbon.jpg

贴一张绿丝带,一则支持救灾和善后的人们,一则用以表明我们普通人还要生活下去。

上个月关于M2膜的文章超过了10篇,这个月到现在为止又超过了10篇。

首先要提的是一下三篇文章:

Bagger-Lambert Theory for General Lie Algebras

N=8 superconformal gauge theories and M2 branes

M2 to D2 revisited

这三篇文章提出的新模型一模一样,在前后两天贴出来的。

其他文章老实说我还没有时间看,故暂时不予评论。我觉得上面提出的关于N个M2膜的模型应该是正确的,最近我和王焘同学研究了一下与flux耦合的Chern-Simons和Myers项,也是对这类模型的间接支持,文章明天在arXiv出现,明天再将具体内容说一下。文章的题目是

M2-branes Coupled to Antisymmetric Fluxes, Miao Li and Tower Wang

另外,再预告一下我在《环球科学》第6期上的专栏文章,十字路口。等这期杂志出来就贴出来。

———————————————-

既然贴出来了,我大略谈谈我们文章的内容。一般地,膜与相应的反对称张量场耦合,就像电荷会与电磁场耦合一样。如果电磁势是常数,单个膜的耦合是全微分,等于没有耦合。但是,在多个膜的情况下,耦合是非平庸的。除了通常的耦合外,膜还有所谓的Myers耦合,这是高阶耦合。在Ho等人的新的代数下,证明耦合是规范不变的并不容易,为了赶时间,我们用电脑检验,获得了一般耦合形式。

剩下的工作是将这些耦合超对称化,以及研究物理结果,如耦合项带来的Myers效应,对M5膜的影响。我们计划做下去,当然将会有竞争。

丧钟/科学2.0


2008年5月19日, 星期一

black_ribbon_300.jpg

先说几句关于哀悼日的话。我真正感到了我们的进步,尽管这些进步还将需要我们的努力和耐心去一点一点地带来。

我不反对国殇的说法,不过,我却要提醒自己,人类的任何一位死于非命的人都是人类的苦难,没有国界。还有,以后在灾难面前能不能不要再说夺取胜利的话?灾难中只要有人死亡和受伤,都是我们的失败。今天坐在家中,静候下午2点28分的来临。突然之间,外面路上汽车喇叭声齐鸣。在长达三分钟的喇叭声中,我听到了人性的回归和我们的进步。我将自己的默哀送给汶川地震死去的人,也送给缅甸死去的人。有人可能会说什么国际主义,我却想说这仅仅是人际主义。此刻我写不了真正的诗歌,下面的分行算是我今天的感受。

2008年5月19日下午2点28分
我静坐在北京家中
隔壁大路上喇叭声一片
我听到到了死神给我们带来的
人性在我们身体中复活
我真的希望物理定律失效
卑微的人类为自己同类发出的哀鸣
可以到达远方
那些死于非命的已经和我们祖先团聚
静静地听到了活着的人性

接着贴一首John Donne的《丧钟为谁而鸣》:

点击阅读全文 »

弦论小史(6)


2008年5月13日, 星期二

birdinbox.jpg

(《现代物理知识》稿子,勿转)

从纯粹理论的角度,我们对M理论的了解可以说还非常原始。我们知道这个理论应该存在,因为它的存在性与弦论以及弦论的对偶一致,我们却不知道如何用数学语言来表述这个理论的逻辑结构。这种尴尬的局面过去在物理学史上从来没有出现过。我们熟悉的物理学发展的模式是,要么实验将我们引向新概念和新的物理结构,要么旧的理论与实验发生矛盾迫使我们修改它。现在的情况是,我们已经知道存在一些逻辑上自洽的量子引力理论,即多种多样的弦论,但我们并不知道这些理论和现实世界的联系。不仅如此,这些理论之间并不互相独立,统一在一个未知的逻辑框架下,这个逻辑框架叫做M理论,虽然还没有人能够写出一个数学上完整的M理论。

弦论家们在十年前别无选择,只能从逻辑上尽量了解M理论的一些动力学,以期有一天能够完整地写出M理论的表述来,再进一步研究它与现实世界的关系和其他有趣的物理推论。1996年,想这么做的人并不多,因为那个时候大家都在忙于寻找更多的弦论对偶的例子,以及忙于研究D膜的动力学性质。当时在罗格斯大学的几位有眼光的人开始寻找M理论的逻辑结构,有班克斯(Thomas Banks)和申科(Steven Shenker)。他们和另外两位弦论家开始觉得D膜可能被用来构造M理论,因为那时大家普遍觉得D膜可能是弦论中所有的自由度了,因为很多黑洞都可以用D膜来构造了。96年10月,一篇用矩阵理论来表述M理论的文章就出笼了,在这篇文章出现之后,很多人将信将疑,因为文章中的一些基本想法看起来既不新奇也不熟悉。

点击阅读全文 »

弦论小史(5)


2008年5月7日, 星期三

brane.png

(《现代物理知识》的稿子,勿转)

我在《超弦史话》一开始就描述了弦论第二次革命开始的情形,多年后的现在回顾起来,也还是充满刺激。弦论第二次革命发端于1994年中的两篇文章:威藤和塞伯格(Nathan Seiberg)关于超对称规范理论的文章,以及胡尔(Christopher Hull)和汤森(Paul Townsend)关于弦论中的所谓U对偶的文章。在美国,第一篇影响的效应是即时的,甚至纽约时报都在第一时间报道了这个进展。一时之间,网上的物理文库充满了关于超对称场论的工作。与威藤和塞伯格工作的遭遇相反,在开始的时候,没有太多的人重视胡尔和汤森的工作。从某种角度看,西方特别是美国的理论工作基本上为少数几个学术牛人主导,而真正影响深远和原创的工作在开始的时候往往被忽视。不仅胡尔和汤森的工作被忽视了,更早的印度人森(Ashoke Sen)等人关于弦论中对偶的工作也被忽视了。还有,我们前面提到的关于膜的工作都被忽视了。

点击阅读全文 »

惠勒


2008年4月25日, 星期五

惠勒同学以97岁高龄去世了。

《新发现》的王艳同学让我写写惠勒,我还在收集材料中。所以,专栏稿子大概还要等几天才能出来-但这里写的将会收集到稿子中去。《南方周末》第一时间写了惠勒,我读了,仿佛回到了我的学生时代。我第一次见到惠勒还是在北大读书的时候,那时科大的一些老师请他来访问中国。我对他的报告的印象非常深刻,因为他的话题非常富于想象力,如关于双缝干涉的延迟选择实验,关于宇宙的过去能够被现在所影响,关于时空泡沫,等等。所有这些,都被收集在他的一本书中,我本来有一本,现在找不到了,我估计市场上也很难找到了。这本书对触发年轻人的想象力无疑会有很大帮助,虽然其中的一些想法未必正确。

我第二次见到惠勒,是我在加州大学圣芭芭拉分校做博士后的时候。那时候,他看上去已经很老,他报告了什么东西现在已经完全忘记了,唯一记住的就是他的明星效应-是的,即使在美国,他也是一个科学明星。

点击阅读全文 »

非阿贝尔M2膜


2008年4月22日, 星期二

stringscartoon.gif

弦论最近的进展甚微。我不知道这话还是不是继续成立。

有人问我为什么谈那么多宇宙学,弦论却谈得很少,就是这个原因。但是有一个例外,就是Bagger-Lambert的非阿贝尔M2膜理论,现在看起来是一个突破,如果还不能称为革命的话。

我们知道,D膜的低能有效理论是超对称规范理论。在D2情形,如果相互作用非常强,那么一方面时空长出一维,实际上有11维时空,D2膜同时变成M2膜,D2膜上的超对称规范理论有一个强相互作用(或者是红外)不动点,该不动点对应于M2膜上的超对称共形不变理论。一直以来,我们虽然知道这个理论的存在性,却没有人能够构造出来。主要原因是,没有人能够写出一个共形不变的作用量,因为一旦涉及相互作用,相关的算子往往不具备正确的维度。例如,在2+1中,标量场的维度是1/2,所以标量场的四次方的维度是2,不是3。但是,标量场的6次方却是3,所以Bagger和Lambert建议用三对易子,即Nambu括号,这正是我9年前研究过的事。

点击阅读全文 »

发现了暗物质粒子?


2008年4月19日, 星期六

dark_matter.jpg

礼拜五,我还在重庆耍子,DAMA/LIBRA探测暗物质粒子小组在arXiv上发表文章,声称发现暗物质粒子。这个小组由意大利和中国人组成。我记得若干年前他们有类似的发现,但没有得到大家的承认。这一次,综合DAMA/NaI和DAMA/LIBRA的结果,他们声称发现暗物质粒子的置信度在8.2\sigma。DAMA/NaI从96年开始运行到2002年,而DAMA/LIBRA开始于2003年。

点击阅读全文 »

暗能量的理论问题以及弦论中的宇宙学问题


2008年4月13日, 星期天

cosmology.jpg

(下面是为别人的公文写的一部分,不贴出来觉得有点可惜)

暗能量的观测证据已经积累很多了,其效应几乎是不可置疑的。随着观测证据的积累,理论问题并没有得到很好的解决,虽然理论家们已经写了数以千计的理论文章,提出了上百个模型。这些模型到今天为止基本上是唯象的,也就是说,我们并没有在暗能量的基础理论上取得可见的进展。

要回答暗能量问题,我们至少要理解两个问题。1、暗能量为什么这么小,且是正的?2、暗能量的大小为什么在大爆炸发生了137亿年后的今天,与临界密度的大小相仿。弦论目前流行一种观点,认为存在很多亚稳态“真空”,每个这样的真空对应一个宇宙学常数大小,且有对应的物理如粒子物理中的规范群以及相互作用强度可以是变化的。如果这样的亚稳态真空足够多,那么就会出现接近或等于我们观测到的暗能量密度。这样,用所谓人择原理,就可以解释暗能量的两个问题。这种观点目前争议很大,争议主要围绕对于科学理论的理解和一些技术问题。在科学理论的层次,我们是否应该接受这样一种环境论?即宇宙之所以如此完全是偶然的,就像地球在太阳系的地位一样偶然。这种解释是否是科学的?技术层面上的问题很多。例如,我们真的理解了弦论中的亚稳态真空了吗?这些真空真的存在吗?如果存在,这些真空都会在宇宙中实现吗?实现的几率分布是怎样的?还是存在某种第一原理帮助我们来选择一些亚稳态真空?

点击阅读全文 »

现代物理的颂歌-序曲


2008年4月7日, 星期一

einst_tagore.jpg

(爱因斯坦和泰戈尔)

(下周去重庆开会,这周多灌些水)

愚人节那天,麻省理工学院的M. Tegmark同学和Flora Lopis在网络物理文库发表了一篇文章,以诗歌的方式代替相对论课程8.033。

Relativity Revisited

发现这些老外同学的文学才能真是不错,例如这首诗比我在中文网络经常见到的诗强多了。中文诗人的一大缺陷是热情有余,才气不足,见识更加不足(加起来,就是没有诗艺)。所以,难怪很多人觉得新诗不是诗。新诗做好了当然是诗,做得不好,还不如不分行。

我本想翻译这首诗,有些长了,决定只翻译两段给大家看看。

点击阅读全文 »

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15