超弦理论及其应用

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1、中国科学技术大学物理O%年!超弦345理论及其应用6卢建新（中国科技大学交叉学科理论研究中心!合肥!$"%%$7）摘!要!!文章简要介绍超弦345理论的意义、重要性及其发展过程中的两次革命和当前的发展趋势，以及中国科技大学交叉学科理论研究中心在推动中国在该领域的研究所做的努力及相关的研究工作和成果,关键词!!量子引力，统一理论，超弦345理论，暗能量!"#$%&’()"*+,#-.%/$"0.112$3."$,%89:/02;

2、%2-27/210")%.，8#1#)$"%%$7，0")%.）450"#.3"66=’>?/@2/A/1021>BA?(C/2@34;(’>BCD02E(’>(+BC>FB.-(/B2?/2(’>1B-C?>BA/(?E>F>.B)G>2(0?+>..0?1-CC>2((C>2E?0C>E/?1-??>E,4>2(/B2>E0.?B0C>(’>>AABC(?02E01’/>F>G>2(?G0E>HD(’>I2(>CE/?1/)./20CDJ>2(>CABC=’>BC>(/10.K(-ED0((’>92/F>C?/(DBAK1/>21>02E=>1’2B.B@DBAJ’/20(

3、B)CBGB(>(’/?(’>BCD/2J’/20，02E/2B(’>C?(C/2@;C>.0(>EC>?>0C1’,7+-8,#/066L-02(-G@C0F/(D，-2/A/>E(’>BCD，?(C/2@34;(’>BCD，E0CM>2>C@D!!物理学中有待解决的基本问题之一是如何实现量子霍耳效应，并加深了我们对一些基础数学如几引力的量子化并将引力与自然界其他三种基本相互何与拓扑学的认识，导致了一些新数学的发现,［N］作用（电磁力、弱相互作用力和强相互作用力）统一人们对弦理论重要性的认识始于NW7&年,在起来,超弦理论是目前唯一的能够从理论上实现这NW7&年至NW#"年这

4、一期间，研究发现强相互作用些要求的理论：自然地将$%世纪两大物理支柱量子粒子（称为强子）的散射振幅的高能行为可用一个力学和广义相对论有机结合起来，从理论上实现了一维弦的动力学来描述,在弦理论中，我们通常说的包括引力在内的四种相互作用力的统一，并且在极“粒子”对应于弦（如同二胡弦但其长度极短）的不高或无穷大能量情况下，给出有限、自洽的结果，不同振动模式,弦可以有两种：开弦和闭弦,开弦具有会出现发散,特别要提到的是，近期对非微扰弦理论两个端点，在时空中随时间自由演化给出一个两维的研究揭示了一个更大理论———即所谓4理论的的世界叶面,闭弦是一个没有端点的闭合圈，在时空存在性,4理论如

5、果成功，它一定会导致一场人类中自由演化给出一个在拓扑上等价于柱面的两维对时空本质、时空维数、相互作用本质、暗能量本质面,在NW#"年至NW#Q年这段时间，量子色动力学对等革命性的认识，其深刻程度不亚于上个世纪的两强相互作用高能行为的成功描述使该领域绝大多数场物理学革命：量子力学和广义相对论,该理论的成研究人员放弃了进一步研究弦理论,当时全世界仅有两到三人仍致力于对该理论的研究,到NW#Q年，功对我们了解宇宙的起源和演化必将起到促进作他们发现闭弦的粒子谱中总包括一个两指标无迹、用,另外，精确宇宙学时代的到来以及欧洲核子中心大型强子对撞机（8VJ）即将运行为检验该理论!!国家自然科

6、学基金（批准号：N%O&&O%"，N%O"O%7%）、国家重点基提供了一定的实验基础，更为其进一步发展提供了础研究发展计划（批准号：$%%#JP&NOQ%N）资助项目实验指导,超弦34理论的研究也为其他科学分支$%%&5%75N%收到提供了新的思路和方法，如解释凝聚态物理中分数6!RG0/.：ST.-U-?(1,>E-,12!物理·"#卷（$%%&年）&期!!!!!!!!!!!!!’(()：**+++,+-./,01,12·;:9·中国科学技术大学物理51年对称张量（在四维时空中对应于一个自旋为0）的来，我们不可能建造一个人工加速器能够产生如此无质量粒子模&从过去对量子引力研究

7、知道，此粒子高的能量而对弦理论进行直接检验&因此最小检验对应的是传播引力相互作用的载体，称为引力子&就是要求至少某种微扰弦理论能够给出我们四维时进一步研究表明，任何在量子力学意义上自洽的弦空下可观察的物理，如粒子物理的标准模型&我们可理论必然包含闭弦，即包括引力相互作用，因此弦理以从微扰弦理论导出一个包括粒子物理标准模型的论至少是一个描述引力的量子理论而不是象人们早低能理论但不能完全给出它&这一结果表明如果超期想象的那样仅仅描述强相互作用&这也说明弦的弦理论的确可用于描述自然，我们的现实世界