超弦理论——引力量子化猜想的探讨进入了新阶段

长期以来,人们都认为基本粒子由点粒子构成,可是如今不少科学家已相信,基本粒子是由极短的弦构成的.超弦理论得到了许多点模型理论所得不到的结果,所以已受到了越来越多理论物理学家的重视.《超弦理论》一文介绍了超弦理论的特点及已取得的研究结果,颇值一读.     

额外维存在性的理论探讨

是否存在超出我们生活的4维时空的额外维度是一个有趣而重要的问题.本文从理论角度探讨这一问题,先讨论了早期引力与电磁相互作用统一的5维卡鲁扎-克莱茵(Kaluza-Klein,KK)-理论,然后介绍了超对称和超引力与额外维的关联,最后介绍了弦理论和M-理论,并解释为何超弦理论本身的完善要求存在一个时空维度最大可以是11维的M-理论.至少从经典层面上,额外维对超对称和超引力来说仅仅是一种选择,不是必须的.目前,除4维N=8超引力理论有可能是一个自洽的量子引力理论,其他4维和高维的超引力理论紫外都有问题,需要考虑新的物理自由度,对应的紫外完善理论很可能就是弦/M-理论.弦理论对额外维的要求有所不同,其微扰量子自洽性要求额外维必须存在.例如,对超弦理论,时空必须是10维的.如果弦/M-理论的确是描述物质和相互作用的基本理论,那额外维就一定存在,同时需要对额外的空间维度作紧致化,且其尺度必须小于目前的实验限制.本文也讨论了一些相关唯象大额外维理论.     

现代卡卢扎-克莱因理论

在粒子物理领域,一场新的革命风暴又正在掀起。《现代卡卢扎-克莱因理论》一文,就当今粒子物理的前沿领域——卡卢扎-克莱因理论及磁单极、11维超引力和超弦等的最新进展作了详细介绍,文中还涉及作者在卡卢扎-克莱因磁单极方面的工作。超弦理论统一了引力相互作用和其他相互作用,毫无疑问,寻找含有真实粒子谱的超对称卡卢扎-克莱因理论和超弦理论必将成为理论粒子物理研究中的中心课题。     

诺贝尔物理学奖:粒子物理学进入新阶段

在亚原子粒子和力的世界里，一幅好的图像会大有助益。如弱电理论就是粒子物理学家手中重要的理论图，正是这一理论导引他们去认识新的粒子直至拿到诺贝尔奖。本年度诺贝尔物理学奖的授予再次证明了这一点——两位荷兰物理学家特霍夫特和维尔特曼因在弱电理论重整化方面的工作——以使得该理论能更精确地计量粒子的质量和行为——而荣膺1999年的诺贝尔物理学奖。在历史上（1860年），麦克斯韦揭示出电和磁具有相同的电磁力；以后科学家根据力的配对特性，在本世纪60年代创建了弱电理论，这种力在原子核中作用，并导致某种类型的辐射衰变。根…     

物理学家对空间科学的新探索

物理学家对空间科学的新探索ＧａｒｙＴａｕｂｅ著朱鋐雄译近年来，少数造诣很深的粒子物理学家正在天体物理学上开始从事第二个研究生涯。这些实验探索有来自宇宙的信号，包括暗物质粒子，超高能量宇宙射线及来自太阳和超新星的中微子。当实验物理学家利用他们的专长、他...     

霍耶尔:宣布发现希格斯玻色子的人

罗尔夫·D·霍耶尔(Rolf.D.Heuer)是欧洲核子中心(CERN)粒子物理实验室主任,对大型强子对撞机(LHC)拥有预算掌控权——LHC以高于世界任何其他加速器的能量产生希格斯粒子——但霍耶尔对于检测粒子碰撞碎片的两项实验的权威则要小得多,LHC是由数以千计的物理学家建造起来的,也是由他们管理和运行的. 直到6月中旬之前,霍耶尔甚至都不知道物理学家们究竟看到了什么,当项目组两位明显睡眠不足的负责人法比奥拉·吉诺蒂(Fabiola Gianotti)和乔伊·英卡代拉(Joe Incandela)简短地告诉他,那个如建筑物般大小的粒子探测器发现了什么时,这一消息实在是太令人振奋了.经过数月的数据收集,两项实验结果都强烈显示,LHC内产生的是一种新的粒子——正是由50年前理论物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)所预测的粒子.     

六维球对称时空中荷电Fermi子的Hawking辐射

最近几年超弦理论成为理论物理学中热门的课题之一,有长足的进展。超弦理论是大统一理论最有希望的候选者,超弦理论要求时空是1+9维的。因此,又激励人们去研究高维时空物理学,如果认为极早期宇宙是高维的,那么,它以什么方式卷缩成今日的四维时空。因而,高维时空和四维时空中相对应的物理现象以及它们在时空卷缩过程中的机理是一个十分重要的研究领域。     

第四届全国粒子物理理论会议在大连举行

第四届全国粒子物理理论会议于1986年8月19～24日在大连举行.与会代表150余人.会议就BEPC物理、格点规范理论进展、温度场论、高能碰撞多重产生新进展、夸克和轻子的复合模型、自由电子激光、新粒子和Skyrme 模型、超弦理论、场论的大范围性质、夸克物质研究、Levinson 定理及其应用、EMC效应等问题进行了评述和讨论;另外,还安排了分组交流.     

镜像物质能提供无限的能源吗？

某些基本粒子理论认为每种粒子必定有其镜像同伴（mirror partner），例如，电子有一孪生的镜像电子。由于镜像粒子很难与普通物质发生作用，因此有人甚至将这种粒子视为宇宙中的“暗”物质。俄罗斯的物理学家Zurab Silagadze说若能捕捉到镜像物质，它们将会提供取之不尽、用之不竭的能源。     

宇宙学：霍金眼中的宇宙

在牛顿和伽利略的世界中，空间和时间好比是一块平坦而又平凡的“画布”，在其上画着当时所知道的天体；而爱因斯坦的“画布”则是弯曲的——由于物质的存在而导致的凹凸不平。在过去的几十年间，随着物理学家和宇宙学家们对于物理学定律和宇宙形成原因的探求，时间和空间的维度、形状、以及本性与亚原子粒子、黑洞以及超弦紧密的交织在一起。从而使得“画布”本身日益成为了研究的焦点。     

捕捉WIMP

捕捉ＷＩＭＰＤ·Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ著何常译许多宇宙学家认为，宇宙主要由不可见粒子所组成，它们同我们所看得见的万物几乎完全没有相互作用。现在物理学家正在设法寻找这些难以捉摸的粒子。６个粒子物理学家小组急切地为追踪按宇宙学思路得出的一个最奇异的设想，已着...     

超弦与宇宙学

超弦理论从1960年代末到今天已经有30余年的发展历史了，其间经过了几个转折，如今弦论已成了最流行的量子引力理论。寻求一个量子引力理论，应该看作弦论在1970年代中期“复兴”的主要原因。当然，由于研究弦论的学者大多数是研究粒子物理出身的。所以他们同时也很重视弦论与其他相互作用的统一。在所有研究量子引力的理论中。弦论似乎是唯一可以用来统一所有相互作用的理论。     

《科学》杂志2008年科技前沿展望

一场碰撞的开始? 2008年夏天,物理学家们聚集在位于瑞士日内瓦郊外的欧洲核子研究中心(CERN),希望完工不久的超级粒子对撞机--大型强子对撞机(LHC)能够发现新的粒子,进而解决一些现有的难题.     

宇宙起源的新假说——线绳理论

几年前,当粒子物理学家把他们的统一场论用到“大爆炸”假说上时,引出了一些对宇宙早期模式相当奇怪的见解。有些物理学家推测,“大爆炸”造成了许许多多的磁单极子,至今它们可能仍在宇宙中游荡;有些物理学家则依靠大量的微黑洞来解释“大爆炸”后的状态;也有一些物理学家大谈由夸克和胶子构成的“宇宙汤”;另有一些物理学家惊呼,我们的宇宙可能只是一个单泡,它被包容在更加巨大的、处于无限变化的其他宇宙泡中。现在又出现了一种新假说:宇宙中有许多“线绳”。“线绳理论”的创始人之一是图夫茨大学的亚历克斯·维莱金。据他的解释,“大爆炸”产生的力可     

希格斯粒子可以"飞"

现存的一些理论也许并不完善,粒子物理学就是这样——科学家提出的用于描述自然界形成的标准模型存在着缺陷,其中的一个原因是对质量产生的解释缺乏有力的证据。现在粒子物理界关注的一个焦点就是,弄清楚到底是何种物质扮演了如此重要的角色。     

宇宙终点的膜

为寻求事物的终极理论,理论学家们提出了跟超弦不太相同的理论。他们认为包围整个宇宙的是一种超膜,这种超膜可能是11维的。     

万物之理——整个宇宙可用超弦解释

物理学家戴维·格劳斯坐在普林斯顿雅得文学院他办公室内硕大的写字台后面,一边侃侃而谈,一边不时神秘地微笑着,似乎他知道了别人尚不知晓的秘密。事实确是如此。格劳斯正在描述超弦,这些玩意儿是如此之小,以致由它们组成的夸克显得不可思议的庞大——夸克是最小的亚原子粒子,其存在已被证实。     

反物质的世界

自然界的每一种粒子在奇妙的镜面世界中，均有一个反物质的伴侣，当两者相遇时，它们会以辐射形式而湮没，物理学家们通过实验已创造出反粒子、甚至已制造出反物质原子。当人们问20世纪最惊人的发现是什么时，很少有人怀疑是德国量子物理学家W·海森堡（WernerHei－senberg）发现的测不准原理。按照他的意见，在本世纪30年代自从预测和发现了反物质，它像魔镜一样已在宇宙中出现。由此我们能看到反物质粒子，每一种均对应了物质世界中的一种粒子，但是许多性质相反或相对映。那么进一步情况会是什么？如果物质粒子接近或碰到其“对映物”…     

超越希格斯:异奇常特物衰理变学信号现

●新粒子的古怪行为或将帮助检验超越粒子物理学标准模型局限性的理论:一种新型的转瞬即逝的希格斯玻色子正在引发世界各地的狂欢热潮,但这种粒子也许尚未打破受到人们完全信赖的模型。或许,大多数物理学家正希望如此。     

改进的多粒子组态截断

核理论中任何实际的微观计算,由于态空间维数过大,都必须采用某种截断。通常的各种微观计算(壳模型计算,BCS方法,HFB方法等)中,习惯采用“单粒子能级(singleparticle level,SPL)截断”。另一种方案是“多粒子组态(many-particle configuration,MPC)截断”。后者最初是为处理含对力的哈密顿量的本征值问题而提出的,后来又推广用于处