月归档：十二月 2009

这几天我跑到印度参加ICTS成立大会。 ICTS的全称是International Center for Theoretical Sciences，其实成立于2007年，但永久地址还在建设中，昨天算是正式成立典礼。 建设中的ICTS占地18英亩！ 如Spenta Wadia所说，ICTS的模式是ICTP、KITP和牛顿研究所（当然，我们的KITPC也是这个模式）。 ICTS在TIFR（Tata Institute of Fundamental Research）之下。TIFR在孟买，而ICTS在班加罗尔（Bangluru，以前叫Banglore）。 ICTS的主页是International Center for Theoretical Sciences，现在的director是Spenta Wadia。Spenta算是第一位印度弦论家了。 我没有必要介绍成立大会的主要活动了，因为这个主页上都有：ICTS INAUGURAL EVENT 。 我说说自己的见闻。第一条，觉得印度好远，虽然我们现在不需要像唐僧一样骑着白马走上一年半载，坐飞机也不算很方便。大约因为喜马拉雅的阻隔，我先飞到香港，然后再从香港坐飞机飞了5个半小时才到班加罗尔。我是当地凌晨1点半到的，好在接人的人非常守时，没过多久我就到了位于邦加罗尔的India Institute of Science，住在他们的guest house。 这个guest house环境非常美，因为在树林中，其实整个印度理学院（India Institute of Science）都在树林中。唯一觉得不舒服的是，guest house的装修水平大约是我们十年前的水平，例如抽水马桶的坐垫很薄，坐上去很不舒服。是不是印度的水很金贵？洗澡的水流非常小。 Guest house总是有几位荷枪实弹的士兵，这是为什么？我在机场也看到类似的士兵，那枪就像三八大盖，实在落后。 印度人阶级分明，做服务的人一开口就是sir。这一点比中国人强，当然，我不觉得印度政府有什么好。 他们的会议厅比我们一般的会议厅要专业多了。我们到现在为止已经换了三个会议厅，每一个都非常漂亮，效果非常好。例如昨天下午的Tata Auditorium里的主要会议厅很像意大利的国际理论物理中心的会议厅，只是看上去更大。 … 继续阅读 →

一些日子前，我在Johannes Koelman的博客上读到一则有趣的故事，故事说，荷兰弦论家Erik Verlinde最近导出了引力，当然是通过全息原理。 如果这故事是真的，我觉得是一个进步。我们很长时间焦虑的一件事是从所谓的量子引力导出全息原理，这种焦虑是否类似一个多世纪前Lorentz等人焦虑如何从电磁理论导出Lorentz收缩？如果我们像爱因斯坦一样，像接受光速不变原理一样接受全息原理，也许我们可以导出量子引力和经典引力，而不是相反。 可惜，Johannes Koelman并没有给出任何细节，上网查，也没有Erik Verlinde的最新文章。他今年只写了两篇文章，他本不是一个高产的人，也不随便将一篇文章抛出（惭愧，今年在我名下的文章有11篇，还有一篇正在完成中）。不过，从Johannes Koelman博客中的照片看出，Verlinde的口袋里确实有些货。 Verlinde今年的两篇文章是 A Black Hole Levitron Holographic Neutron Stars 且慢，先不要去读这些文章，它们与从全息原理导出引力无关。 我们先看看Koelman是如何推测Verlinde的工作的。（与Koelman不同，我用单位制：k=c=hbar=1） 假定黑洞表面上有温度T，那么每个自由度有能量1/2 T，假如有N个自由度，则总能量是1/2 NT。这个能量等于黑洞的质量M。 接着，我们需要关于N的公式。全息原理告诉我们，，其中是一个基本面积单位。所以，我们有 另外，根据Unruh，黑洞表面温度由加速度决定，即，将此式与上式比较，得

超颖材料是最近几年刚兴起的一种新型材料，与传统的光学材料不同的，超颖材料的光学性质不是由材料本身的成分决定的，而是由其内部人工造出的结构决定的。 《哈利·波特》里出现过魔法隐身斗篷，那时还是科学幻想甚至是神话，现在，利用超颖材料，人们在一定程度上实现了隐身斗篷。当然，以目前超颖材料的发展程度，我们离制造出实用的隐身衣还很远。而以这个领域的发展速度，我们可以想象不远的未来能够做出有实用价值的隐身材料。 最普通的超颖材料可以改变光的折射现象，新的折射现象是自然界中存在的材料实现不了的。我们知道，当一种材料的折射率大于1时，从真空（或空气）中入射进这种材料的光线被偏折，而且光线与材料表面的垂线的夹角小于入射光与垂线的夹角，且两条光线在垂线的两边。而超颖材料可以实现负折射率，用通常的折射公式我们得知，入射光线和折射光线分布在垂线的同一边！ 材料的光学性质主要由两个参数决定，一个是介电常数，一个是磁化率，这两个常数分别决定了材料中静电和静磁性质，而波动的电磁波（光是电磁波）在材料中如何传播则同时取决于这两个参数。一个透明材料中，这两个参数都是正的，而一个材料如金，介电常数是负的，但磁化率却是正的。材料的折射率是两个常数乘积的平方根，所以对于这种材料，折射率是虚数，从而材料是不透明的。前面提到的人工负折射率材料，介电常数和磁化率都是负的。早在上世纪60年代俄国物理学家Victor Veselago就在理论上分析过这种材料，他得出结论，这种材料是透明的，但折射率是负的。在当时，还没有人敢于想象我们有一天会制造出这种材料。

1、一个具有纪念意义，但并没有实质意义的事情是，LHC在12月8号实现了两束相对运动的能量为1.18tev质子束。ATLAS展示了一个含有两个喷注的事例：2-jets event at 2.36Tev，这个能量超过了Tevatron。 Tommaso Dorigo写道 Well, as you know I cannot say anything about internal matters of the CMS experiment at the LHC, but I know that other sites will have information pretty soon on the matter. So my … 继续阅读 →

（《新发现》专栏，勿转） LHC，全球关心所谓宇宙秘密的人，总是被它的新闻所吸引。去年9月10号，LHC第一次启动，经过一段时间的运转，9月19号因为冷却系统的故障53个磁铁损坏了，LHC被迫关闭。修复是一个漫长的过程，因为还涉及到整个系统的检查、清理和调试。经过一年多的辛苦工作，LHC终于在今年11月21号重新启动。到了24号，LHC的四个探测器都检测到相反运动的两个粒子束的碰撞，这些粒子束含的是质子，每个质子的能量达到450京电子伏（1京=10亿）。这个能量当然还远远低于设计的七千京电子伏。到了11月30号，一个纪录产生了，被加速后的每个质子的能量达到1180京电子伏，超过了过去的纪录980京电子伏（美国国立费米实验室的纪录）。 但是，要产生传说中的希格斯粒子和我们期待已久的新粒子，这个能量还不够。即使假以时日能量上去了，要记录足够多的数据以便观测到新物理，每束粒子流的亮度也需要足够大。这里所谓的亮度就是每秒每单位面积有多少粒子通过。亮度越大，对头运动的质子碰撞的次数越多，能够产生的新粒子的可能性才越大。 按照最乐观的期望，我们在LHC运行的第一年，也就是2010年，不要指望LHC能带给我们任何激动人心的消息。按照计划，在2010年第一季度，能量可以达到预计最高能量的一半，也就是说每个质子的能量是3500京电子伏。能量是够高的了，但亮度不够。为什么我们特别强调亮度？因为质子是非常复杂的粒子。Feynman曾经说过，用碰撞质子来研究物理，就像将两块表碰撞打碎它们来研究表的内部结构一样困难。 11月29号，我开始在博客上写LHC日志，不定期登出，无非将欧洲核子中心自己发放的消息按日期列出来，只列我以为是重要的。我的第一篇日志就是从11月21号列到11月27号，那一天欧洲核子中心加速器和技术部主任Steven Myers接受记者采访，视频登在欧洲核子中心的主页上。LHC类似的宣传非常多。我的一位朋友告诉我，在欧洲，LHC和媒体的成功互动已经被媒体学术界列为典范。