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出格是战引力、弦论等理论之间的接洽;对它们

更新时间:2019-09-12点击次数:

  以散射振幅为代表的一系列新进展明白地告诉我们:即便正在微扰论低阶,量子场论仍然有很是丰硕的、难以用费曼图理解的物理和数学布局,出格是和引力、弦论等理论之间的联系;对它们更深刻的理解需要冲破保守方式的框架。例如近年来一个主要发觉是引力和规范场论之间所谓的“平方关系”(double copy), 即引力振幅能够表达为规范场振幅的“平方”。这一关系起首正在树图程度由Kawai, Lewellen, Tye正在1986年前发觉; 2008年Bern 等人将这一关系推广到圈图程度;更成心思的是,弦论振幅也能够由平方关系从场论振幅获得。近年来,平方关系及其对引力、弦论的使用成了散射振幅研究中一个抢手标的目的。

  一个主要的问题是, 若何成立一个新的理论框架来理闭幕射振幅这些新的布局。Witten正在2003年提出了扭量弦论对四维超对称场论回覆了这一问题,也了近十多年振幅标的目的的高速成长。2013年, Cachazo, 何颂和提出的CHY系统大大推广了Witten的成果:肆意时空维度无质量粒子的树图散射都能够通过“散射方程”进行普适的描述;操纵散射方程写下的极其简单的CHY积分公式能够获得引力、规范场、无效场论等大量理论的全数树图振幅的表达式,这从费曼图出发几乎是无法想象的! 更主要的是,CHY公式使规范场和引力的对称性得以显示,也很是标致地注释了平方关系并发觉了更多理论之间的关系。虽然对CHY系统及其使用的研究遭到了大量的关心,这一系统的根基发源,出格是和弦论之间的关系仍然是个未处理的问题。

  如图所示,肆意弦论树图振幅的被积函数(图中的I_n)都能够用分部积分(integration by parts,简称为IBP)约化方式化成一种尺度形式(图中I_n’),该形式既能够间接做弦论积分获得弦论振幅,又能够通过做CHY积分获得一个场论的振幅。最终弦论积分由一个普适的积分取上述的由CHY公式定义的场论振幅相乘获得。尺度形式能够正在CHY公式的框架下进一步化简,获得场论振幅很是简单的CHY暗示。例如对所谓杂化弦振幅,该成果初次获得了一个新的场论中肆意振幅的CHY表达式,此中包含了引力耦合规范场(Einstein-Yang-Mills), 共形引力(conformal gravity)等理论的全数树图振幅。

  该研究获得了千人打算(青年项目), 中科院前沿沉点研究项目,国度天然科学基金委理论物理专款“彭桓武理论物理立异研究核心”, 以及Knut and Alice Wallenberg 基金会的支撑。

  比来,中国科学院理论物理研究所的何颂研究员、博士生张怯以及Uppsala大学的博士后滕飞正在这一标的目的取得了主要的成果。如上所述,近年的研究发觉弦论树图振幅也满脚和场论振幅的“平方关系”,但对这一现象还没有一般的理解。他们的成果初次将肆意弦论树图振幅表达为普适的弦论积分和一个由CHY公式定义的场论振幅的”乘积“;这不只是对弦论平方关系的一般理解,也对理解CHY系统和弦论之间的深刻联系迈出了主要的一步。

  量子场论是目前的描述微不雅物理世界的理论框架。以量子场论为根本的粒子物理尺度模子通过了大量切确的尝试查验,而联系理论和尝试的次要桥梁就是散射振幅。做为量子场论中的焦点概念,对散射振幅的计较和理解一曲是场论的次要研究标的目的之一。近十多年来,散射振幅的研究获得了惊人的进展,不只成长了新的计较方式,并且了振幅具有令人意想不到的简单性和新布局。这不只和高能尝试慎密相关,也为深刻理解量子场论、引力和弦论的根基问题供给了可能的新思,已成为理论物理前沿一个高速成长的主要标的目的。