超对称和环量子引力理论与粒子物理中的统一

在超对称理论中引入与自旋无关的超旋、超同位旋和各种超对称变换,从而统一描述玻色子和费米子.同时讨论了超对称和超弦中的各种相互作用及其它方面的统一,导出了环量子引力理论的4个定量结论,提出了可能存在从超弦到宇宙弦等不同尺度的泛弦.     

M理论的进展

本介绍超弦理论与Ｍ理论的发展，展示了人们在追求物理基本理论的统一过程中，Ｍ理论所表现出的卓越特色。我们试图集中在主要物理思想的描述，略去繁琐的计算，其中包含了重要的概念，如对偶性，超对称性，超引力，Ｄ－ｂｒａｎｅｓ等。     

尚未完成的理论

我经历过弦论的两次"革命"。第一次发生在上世纪80年代中期,那时我刚开始读研究生,初步打算研究一种叫超引力的理论,它是把爱因斯坦的引力理论和一种叫超对称的东西结合起来的理论。很奇怪,超对称是70年代首先在弦论中出现的,但人们并没有重视,直到后来人们发现超对称理论的量子性质非常好,才越来越重视它。到了超引力时代,研究者们普遍倾向于认     

科技热词

M理论是为“物理的终极理论”而提议的理论，希望能藉由单一个理论来解释所有物质与能源的本质与交互关系。其结合了所有超弦理论（共五种）和十一维的超引力理论。     

超对称性研究回顾

本文在讨论标准模型的成就与不足的基础上对近年来超对称性的研究进行了回顾，如果在弱电标度下存在超对称性粒子，则它们应该在ＬＨＣ上得到证实，然而超过称性粒子质量的确定是非常困难的，本文对ＬＨＣ各个点上如何从实验观察到的各种分布精确地确定超对称性粒子的质量及衰变分支比的方法进行了讨论。     

ISO（3,1／N）超引力中引力规范场的量子化

在可采用无量纲耦合与路径积分方法假定下,计算ISO(3,1|N)超引力的引力规范场和超对称规范场的量子化结果,给出了Feynmn图及传播子,并指明该理论是可重整的。     

一种Noether耦合的OSp（N／4）超引力拉氏量

用Noether耦合方法,在求得了超对称Noether流和内对称Noether流后,引入规范场、引力微子场、Yang—Mills场及费米场之间的相互作用,构造了OS_P(N/4)超引力的拉氏量,并证明了其不变性。由于得到超对称Noether拉氏量和内对称Noether拉氏量,使该理论包含有更广泛的各场的自相互作用和它们之间的相互作用,可将四种相互作用包含其中。     

含挠引力的球对称真空解

用外尔方法计算了爱因斯坦-嘉当理论的球对称真空解.结果表明,在时空几何对称性足够高的情况下,这个方法不仅能用于纯度规引力理论(如:广义相对论)的计算,而且可推广到含挠引力理论中.     

场和超引力的对称性

证明规范场和物质场的超对称、内对称 ,导出超引力的超对称     

“超粒子”的超对称性

适应实验与理论研究的进展,作者认为层子、重轻子、光子、引力子、引力(?)子和快子同在四维时空里运动,他们之间具有由Y.A.Golfad,E.P.Likhtman,P.M.Ramoud和J.H.Schwarz在1971年提出的超对称性,即将它们看作“超粒子”在超对称变换下的不同表现。这类研究利用“超空间”几何,把四个反交接旋量坐标θα和正交黎曼坐标χ~μ作为一个集合的元素,子集R的元素χ~μ∈R是局域伪球几何中的元素;用相对论和量子场论的分析工具,本文得到了罗仑兹不变性在局域伪球几何里的表示,即事件的时空变换矩阵。得出超粒子的生成场元都有“尺缩”、“钟慢”和“质增”的变换。最后讨论了超粒子动力学。     

宇观天体、微观粒子质量谱*

据核子、暗物质粒子(中微子归入暗物质)退耦为近相对论状态的两类自由流阻尼标度理论及微观粒子遵守的自然性法则,计算了从现时宇宙到Planck粒子的天体、核子、轻子、光子等费米型粒子和它们的超对称玻色型粒子、磁单极子的质量和半径,与现有的实验数据较好相符.由Dirac的量子化条件及单元磁荷、单元电荷规范式也能给出磁单极半径.首次否定了所谓"大沙漠"区存在,它分布着三代费米子的超对称伴子(玻色子),阐明宇观天体、微观粒子的内在联系.     

Au原子偶宇称J=1／2,3／2Rydberg能谱的QDT分析

根据QDT对Au原子偶宇称J=1/2,3/2能谱实验数据进行了分析,重新计算了电离阈值,修正了前人结果;计算了ns~2S_(1/2)、nd~2D_(3/2)2个系列n≤300的所有589个谱项值,合理地再现了所有现存实验观测结果,同时对534个谱项值作了理论预言。     

光子的夸克-胶子结构与结构函数分析

给出光子的夸克uF＋2/3（或dF＋1/3）和它的超对称性伴子ye,B^-2/3（或ye,B^＋1/3）由胶子弦粘合在一起的夸克-胶子结构,分析光子的结构函数．所得光子结构与实验观测事实相符;光子结构函数在动量分数x=2．5×10^-3时没有出现象质子结构函数那样的上升迹象,其原因可能是uF^＋2/3的超对称性伴子ye,B^-2/3质量标度很高所致．     

物质的对称性、超对称性与大质量标度

研究了CP破坏、超对称性粒子与宇宙早期的关系,提出自然界的反粒子有2类：三代夸克,轻子及Ｗ±１,Ｚ０,γ的反粒子;与上述粒子具有超对称性的信使伴子.每个费米子有一个玻色子超对称性“信使伴子”,每个玻色子也有一个费米子超对称性“信使伴子”,且这些超对称性“信使伴子”都有很大的质标,并向10¹⁵　GeV延伸,填补了大爆炸后ｍＴ＝１．７５×１０²～１０^１４　ＧｅＶ（或1015　GeV）的空缺,对暗物质的研究也将起到重要作用.     

原子分子体系的引力效应

寻找完整的量子引力理论是目前理论物理中的前沿热点问题之一,而黑洞热力学和量子干涉仪探测引力效应被认为是正在形成的量子引力理论的两个重要的"实验区".前者通过将量子概念引入到广义相对论来检验二者如何结合,特别是量子力学幺正性将在这两个理论的结合中经受严峻考验;而后者通过量子系统在引力场背景中的演化来试验引力对系统量子属性的影响,在这一方面广义相对论等效原理在微观粒子领域将接受越来越严格的实验检验.目前,原子分子物理实验中出现了类似黑洞辐射的现象,然而,这些现象出现的理论机制还不是非常明确,究竟能否用目前已有的理论解释,或者还是需要构建新的理论来解释也是不清楚的,但是无论如何,这些现象的出现为实验研究量子引力理论打开了一扇窗户.另一方面,人们已经使用量子系统测量一些弱引力效应,这不仅为研究引力对量子系统的影响提供了便利条件,也为研究二者结合提供了一个好的突破口.本综述将结合我们近几年的工作,围绕原子分子体系中的强引力和弱引力效应来介绍和讨论这些问题.     

论当代量子引力的空间时间观念

首先讨论当代诸种量子引力,如超弦/M理论、圈量子引力等,继而研究空间时间量子涨落对量子引力理论的经验检验,最后讨论了有关量子引力时空的物理实在问题.     

能量转换量子系统的热力学特性及其研究进展

量子物理是理解微观粒子运动规律的现代物理学理论.它与信息、生命以及化学等学科相互联系日益紧密,引发了许多新技术革命,深刻影响着人类的生活,已成为社会经济发展的原动力之一.当前,量子物理和能源科学结合,正在产生新的学科生长点.本文主要概述多种类型能量转换量子系统的发展;结合国内外的研究现状,系统地阐明如何应用热力学理论研究量子体系的能量操控以及微观器件的优化设计;总结量子热力学循环、能量选择量子电子器件、量子点热管理器件等在理论和实验方面研究的代表性成果和进展;展望量子物理与能源科学交叉领域发展的新方向.