带彩色的SU(8)大统一模型

一、SU(8)模型的唯一性和耦合常数的演化近年来,大统一理论取得了很大的进展,但还留下了规范等级、代和原始参数过多等重大问题。解决这些问题的一种想法是引入Technicolor相互作用。有人想进一步把TC也置于大统一群中。但是Frampton证明了,如果TC群大于等于SU(4)_T,那么大统一群SU(M)的无反常条件和SU(n)_T,的渐近自由条件总是矛盾的。难以建立带TC的大统一理论。     

大统一理论和质子衰变

自然界存在4种基本相互作用:强、弱、超荷和引力相互作用,故如何构造一种大统一理论来描述所有的基本相互作用是一个非常重要的基本问题.本文首先简单介绍了标准模型及其问题.考虑U(1)_Y超荷正则归一化因子和大沙漠假定(grand desert hypothesis),可以在TeV能标左右引入新的粒子来得到标准模型规范耦合常数的统一,其中特别解释了超对称标准模型.在四维大统一模型中,介绍了Pati-Salam SU(4)_C×SU(2)_L×SU(2)_R模型,Georgi-Glashow SU(5)模型,Flipped SU(5)×U(1)_X模型和SO(10)模型,其中详细介绍了非超对称和超对称SU(5)模型,并讨论了其正确的预言、存在的问题及其解决方案和质子衰变等.还简单介绍了高维Orbifold大统一模型和超弦模型.最后讨论了如何探寻大统一理论:在对撞机上寻找新的粒子及其粒子特性、质子衰变的现在和将来的实验检验以及可能的新探测方案.     

物理定律的统一工作——超引力和物理定律的统一之一

在新理论中,引力起因于一种对称性,这种对称性把性质极不相同的粒子联系在一起。最终也许会有一种自然界中所有基本力的统一理论。     

一个左右对称的大统一理论

作者曾基于SU(2)_L×SU(2)_R×U(1)_L×U(1)_R建立了一个左右对称的弱电统一理论。在这个理论中,共有8个规范粒子,即Q_μ~(L、R)、S_μ~(L、R)。其中电中性的有4个,它们按S_(?)对称性组成4个物理粒子,z_μ、y_μ、x_μ和Aμ。     

待到2050年,物理学会统一吗？

欧洲核子研究中心（ＣＥＲＮ）和别处的实验或许已使我们完成了粒子物理的标准模型，但一切作用力的统一理论可能需要一些完全新颖的观念。 物理学研究的一个主要目标就是：了解自然界如何以一种统一的方式发生奇妙的变化。过去一些最伟大的成就已向着这个目标步步靠近：伊萨克·牛顿于十七世纪统一了地面物体的力学和天体力学；詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于十九世纪统一了光学和电磁理论；阿尔伯特·爱因斯坦于１９０５～１９１６年统一了时空几何和引力理论；化学和原子物理亦因量子力学于二十年代诞生而统一起来。 爱因斯坦花费其生命的…     

统一场论源流及新版本

统一场论通称万物之理,自古以来成为人类对大自然奥秘的不懈追求。本文对从老子及古希腊先哲之启迪直至现代统一场论作一综述。爱因斯坦是统一场论创始者,不幸以失败告终。20世纪70年代后,物理学家在新的基础上探索统一场论。基于多维空间的弦论从量子论出发,背景独立的圈论从广义相对论出发,经过数千位物理学家和数学家四十多年孜孜以求,目标仍遥不可及,是进行反思的时候了。本文作者经八年研究,提出统一场论新版本。论文题为《A New Version of Unified Field Theory-Stochastic Quantum Space Theory on Particle Physicsand Cosmology》 (统一场论新版本--随机量子空间理论关于粒子物理及宇宙学),论文经过同行评审,发表在《Journal of Modern Physics》, 2013年,第4卷第10期,页码：1213-1380。随机量子空间(SQS)理论基于简单基本假设建立起理论框架,得出几十个与实验符合的理论结果,并提出25项预测以供实验检验。在此基础上,从广义相对论真空方程出发,重新定义其度规张量将之乘以高斯几率分布,SQS理论建立起基本方程,对光子和电子的初步分析结果与实验符合。     

环环相扣的"统一理论"

“统一理论”在发展物理学家喜欢一切简洁明了的事物。他们认为,整个宇宙必定是由一套单纯的规律支配着其运行,但是让他们不安的是他们现在必须依赖两套理论:一个被称为量子力学(描述构成物质的基本粒子和这些基本粒子之间的相     

《物质的统一和相互作用的统一》校译后记

《物质的统一和相互作用的统一》一文,是1979年诺贝尔物理学奖金获得者之一、美国哈佛大学教授、著名理论物理学家格拉肖(S.L.Glashow)博士去年在耶路撒冷纪念爱因斯坦诞生一百周年大会上所作的报告,原题为《基本粒子物理学的新、老发展方向》.他从原子论的建立一直谈到基本粒子理论的前沿领城——大统一理论,强调了物质结构的统一和相互作用的统一这两条研究线索的关系.这个报告由格拉肖教授来作,无论从内容或时机上,都是再恰当不过的了. 科学史上,尤其在基本理论研究方面,有些研究工作虽     

质量起源和自然性问题

粒子物理中粒子质量的起源是一个很重要的基本问题.在粒子物理的标准模型中,粒子通过电弱对称破缺机制得到质量.近年来希格斯粒子的发现对于检验以及人们更深入地理解电弱对称破缺机制起到了里程碑的作用,但是理论中仍旧有一些重要的问题亟待解决,其中最关键的是如何稳定电弱对称破缺的能标,即所谓的自然性问题.为了解决这一问题,需要引入新物理来屏蔽高能标物理对希格斯粒子的质量修正.其中有两大类新物理模型可以解决希格斯的自然性问题:第一类是超对称模型,这类模型是通过费米和玻色子之间的对称性来消除希格斯质量的二次发散;第二类是复合希格斯模型,这类模型是通过希格斯的束缚态的特性来降低希格斯对高能标物理的敏感度.在超对称模型中,每一个标准模型场都会有一个超对称伴随子,这使得整个理论非常复杂,而复合希格斯模型却可以非常简单地解决自然性问题.本文首先综述标准模型中的希格斯机制以讨论希格斯的自然性问题;然后一般性地讨论超对称模型及其唯象;最后主要集中讨论复合希格斯模型,基于复合希格斯粒子物理模型,对解决希格斯自然性问题的理论挑战、研究现状以及解决方案进行详细阐述.     

弱电统一的道路

1934年,费密为了解释弱衰变现象提出了普适弱作用理论.施温格(Schwinger)根据电磁相互作用与弱相互作用之间的类比,在杨振宁、密尔斯(Mills)的规范场研究基础上,尝试了弱相互作用与电磁相互作用两者的统一.施温格曾假设弱相互作用和电磁相互作用一样,也是由某种场来传递的,这种场就是中间玻色子W,但是W的质量要很大,否则在低能弱衰变时得到的结果就要和费密理论相矛盾.施温格的理论在1958年被他的学生格拉肖(Shelden Glashow)、萨拉     

物理学的统一

在过去的五十年中,科学家无论在物理学的部分统一,还是它的整体统一都做了许多尝试。有的人曾企图搞一个包罗万象的封闭理论,但结果常常是僵硬的,最终没有不失败的。作者认为,科学家们应当把理论保持在合理的限度之内,特别是不要完全排除理论的开放性。     

评统一进化理论：与陈继明先生商榷

从生物进化的角度出发，对陈继明先生的统一进化理论进行评述。该理论从熵增原理出发，试图用微观粒子的运动规律将物理进化，生物进化和人类的发展统一起来。但在将微观粒子多样性理论应用于其他系统时，忽略了包括生物系统在内的各系统本身的结构与运动特性；在生命及其支持系统抽象为微观粒子时，又忽略了系统内部各组分之间和系统与外部环境之间的相互作用。根据其理论，动力学选择将导致系统进化速率随时间推移而增加。但是，这     

建立全国统一动力系统

我这报告的目的是谈一下与建立全国统一动力系统有关的国民经济任务、技术任务和科学任务。我将根据苏联解决这一问题的经验来谈这三方面的任务。因此,我先简单地谈谈苏联动力方面情况的特点,再谈一下苏联共产党第二十次代表大会通过的关于第六个五年计划的指示在苏联动力工作者面前所提出的新的国民经济任务。然后再谈谈为了完成这些国民经济任务所需要解决的一些科学技术问题.     

爱因斯坦的未竟之梦:物理规律的大统一

本文对物理学中的统一理论的发展历史和目前的现状展开综述.从牛顿的天和地的统一,到麦克斯韦的电、磁、光的统一;从爱因斯坦的时间、空间和物质的统一,到电磁作用和弱作用的统一.对一些未成功的统一理论(引力和电磁的统一、强作用和电磁作用以及弱作用的统一、夸克和轻子的统一、超对称大统一)也给予简要介绍.最后评述目前正在尝试的试图把所有相互作用都统一进来的超弦理论.     

评统一进化理论──与陈继明先生商榷

从生物进化的角度出发，对陈继明先生的统一进化理论进行了评述．该理论从嫡增原理出发，试图用微观粒子的运动规律将物理进化、生物进化和人类的发展统一起来．但在将微观粒子多样性理论应用于其他系统时，忽略了包括生物系统在内的各系统本身的结构与运动特性；在把生命及其支持系统抽象为微观粒子时，又忽略了系统内部各组分之间和系统与外部环境之间的相互作用．根据其理论，动力学选择将导致系统进化速率随时间推移而增加．但是，这些与自然界中存在的进化事实不相符合．生物界和人类社会是复杂多样的，其进化不能简单地等同于物理系统的进化；生物多样性不是生物进化的动力和原因，而是进化的结果．此外，阐述了现代综合进化论的基本原理，指出了其他学科的理论与方法在运用于生物和人类进化领域时应注意的问题．     

Z~0粒子发现前后

W~±粒子和Z~0粒子的发现是震惊国际粒子物理学界的重大事件,因为这一发现不仅加深了对弱相互作用的理解, 而且大大鼓舞了物理学家去研究更大的统一。为此,本刊6卷7期发表了《W~±中间玻色子的发现》一文.本期又发表《Z~0粒子发现前后》一文,读者从中可以了解到弱电统一理论建立的经过,Z~0粒子发现前后的情况,以及中间玻色子的发现对理论研究的影响等。     

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。     

粒子物理的新前沿

夸克和轻子表现为物质的基本成分。此外可能还要加上弱力和电磁力的统一理论以及强(核)力的新理论的场粒子,或媒介物。本文简述了这幅新图象的若干主要的证据,并指出了一些尚待回答的问题。     

大统一:明天的物理学

把全部物理学都汇合在一个大综合体里一直是理论物理学家长期以来梦寐以求的神圣事业。现在一种至少把基本粒子形形色色的相互作用统一起来的理论已初步形成。这种理论很快便可以靠实验加以检验。阿瑟,来自遥远的一颗行星的一位聪慧侨民,降临地球后便偷偷地察看地球上的两个人在弈棋。他给自己提出二个问题:确定下棋的规则并探索取胜     

检验超弦理论的一项实验

一些物理学家认为超弦理论最有希望产生统一自然界四种力的“终极理论”,而超弦理论的核心问题是要引进11维时空,其中7个空间维卷缩得非常小,以致很难将它们探测出来.但若这些额外的维数确实存在,一些物理学家预期当与我们已知粒子有关连的波动状力场传播进此额外维数时,就会引发出被称为卡鲁札-克莱因(Kaluza-Klein,简称K-K)的极大质量的粒子,其表现形式为由波动产生的类似于粒子行为的共振现象.