博客李淼

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。

昨天下午是奠基石揭幕仪式，仪式后David Gross给了一个公众演讲，演讲的题目是The role of theory in science，计划的一个小时演讲他讲了两个多小时。

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这是一篇不折不扣的广告文，宣传一下我和一些合作者最近的工作。

第一篇是

More studies on Metamaterials Mimicking de Sitter

这是我和苗荣欣、庞毅两位同学的合作。我最近一直在宣传用超颖材料模拟引力场，特别是用超颖材料模拟引力场中的量子效应，原因是我们计算了de Sitter空间中的Casimir 能量，发现这个能量在紫外发散之外还有一个“红外”发散，如果考虑将空腔或de Sitte置于视界之内一点，这个红外项就变成有限的了，而且与空腔尺度成正比，这正是暗能量的形式。我们的计算说明Casimir能量至少是暗能量的不小的一部分，而且过去发明的所谓stretched horizon有“实验基础”，因为如果没有stretched horizon，Casimir能量可以远远大于暗能量。原始的计算见：

Casimir Energy, Holographic Dark Energy and Electromagnetic Metamaterial Mimicking de Sitter

当然，设计超颖材料并测量Casimir能量并不容易，而且还存在一个理论上的问题。这个理论问题是，超颖材料存在色散，也就是说不会对所有频率都有效。在新的文章中，我们指出并不需要一个对所有频率都有效的材料，原因是Casimir能量存在一个特征频率，这个频率就是，其中L是超颖材料的半径。那么，Casimir能量是如何变大的？非常有意思的是，当量子模的角动量量子数的时候，边界条件给出上述的特征频率，这里d就是超颖材料的结构长度，在引力中大约是Planck长度。考虑到简并度，我们得

这正是我们最初用“严格”的数学方式得到的结果。

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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

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第一个新闻，其实已经有点老了，就是CDMS发现了暗物质粒子的迹象。（其实还有第三个新闻，这第三个是理论新闻，我正在看，留作以后的话题吧）

我用迹象，是说这个结果还不能算发现。在粒子物理中，发现必须有5以上的证据，而此次结果，只有一个左右。

CDMS的论文已经在arXiv贴出，但估计要下礼拜一或礼拜二才能看到。摘要为：

We report results from a blind analysis of the nal data taken with the Cryogenic Dark Matter
Search experiment (CDMS II) at the Soudan Underground Laboratory, Minnesota, USA. A total
raw exposure of 612 kg-days was analyzed for this work. We observed two events in the signal region;
based on our background estimate, the probability of observing two or more background events is
23%. These data set an upper limit on the Weakly Interacting Massive Particle (WIMP)-nucleon
elastic-scattering spin-independent cross-section of 7:0 × 10..44 cm 2 for a WIMP of mass 70 GeV/c2
at the 90% condence level. Combining this result with all previous CDMS II data gives an upper
limit on the WIMP-nucleon spin-independent cross-section of 3:8 × 10..44 cm 2 for a WIMP of mass
70 GeV/c2 . We also exclude new parameter space in recently proposed inelastic dark matter models.

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附何三坡两首

85

一片叶子带来
对一位
绿色天使的郑重

2009.12.08

86

城市
月光照不到
一地碎银文字

2009.12.11

87

甜蜜析出固体
遗忘在冬日枝头的
苦涩

2009.12.13

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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。

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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 advice for tonight is to browse the web, and possibly the site of less discreet bloggers than myself. The CERN twitter feed might also be a good idea… All I can say is that LHC is working like a charm these days!

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偷懒一下，转贴何三坡的访谈。

另，最近传出发现暗物质的谣言，为了不过分增加篇幅，我放在我接下来的comment里。

何三坡：不懂诗歌，就没文化

——答《怀尧访谈录》问

1：今年的中国作家富豪榜推出之前，据我们的调查，数以百万计的诗人就潜伏在我们身边，他们并非像大众想象中的那样穷困潦倒或是不切实际。诗人群体中不乏亿万富翁。作为一位诗人和批评家，对此现象你怎么看？

答：一位诗人不能去尊重大众的想象力，这不公平，而且也滑稽。大众无法理解庄周为什么不愿去做相国，而情愿坐在濮水岸边钓鱼；无法想象王维会住在终南山的别墅里。无论穷困潦倒，还是富甲天下，只取决于诗人的态度。而与大众的想象力无关，只要诗人愿意低下他的头颅，金钱只是一张纸，唾手可得。你没听万夏说过么：仅我腐朽的一面，就够你享用一生。

但我还是希望，世界要让诗人呆在馥郁的花丛中，而不要逼迫他们跳到腐朽的泥潭里。否则，他可能比奸商还狡猾，比恶吏还强横，比昏君还腐败，所以哲人王柏拉图就明确宣布，要把诗人开除出理想国。要是诗人都沦落成了亿万富翁，这个世界就很糟糕，很黑暗，很让人厌烦。

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80

昼夜和季节
是伤痛的强迫症
快乐是日落的刹那

注：弗氏理论有重复强迫症，对伤痛的无谓重复。

2009.11.20

81

包含无限的
最初的那个点
一张至今被思索的网

注：大爆炸宇宙论认为最初的空间几乎无限小，却含有无限多个点，包含现在的所有种子。也许最初并没有时空，只是模糊的类似网的东西。

82

人人都有一个
策兰的乌克兰
压住我们的呼喊

注：策兰的父母在乌克兰死于集中营，成为策兰活着时永恒的伤痛。

2009.11.28

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（《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。

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