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中科院院士创立超同一场论 助揭爱因斯坦不解之谜 宇宙

时间:2021-02-20 来源:本站原创 作者:admin
超统一场论中超引力场的规范引力方程 引力量子场论理论框架下给出的规范不变超统一场论作用量 引力规范几何对偶性导出的广义坐标不变超统一场论作用量

  相干研究成果发表在The European Physical ,www.fa5e.cn;Journal C上。研究工作得到了中科院策略性先导科技专项、前沿科学重点研究打算和国度自然科学基金等的支撑。

  超统一场论的建立波及对时空观念、几何观念和宇宙观念以及物质观念和能量观点的从新意识。该理论预言新的矢量型夸克和轻子、镜像夸克和轻子、多重态规范矢量玻色子和有效标量玻色子等新粒子以及自旋力和标度力等新的互相作使劲的存在。深刻研究超统一场论的动力学和新物理唯象、探索对称破缺机制和维数约化模型以及探测引力波的基天性质和引力宇宙,将对深入认识四维时空结构的生存宇宙,懂得引力实质、宇宙来源、品质起源、暗物资和暗能量等基本科学识题,以及测验超统一场论和探秘天然界基本规律起主要作用。

义务编纂:霍宇昂

  基于构建超统一场论的基本原理,自然地引入双标架超时空(biframe hyper-spacetime)概念,并赋予高维超时空以物理和几何涵义。标架之一是整体平坦的闵氏超时空,起惯性参考系的作用,能很好地定义坐标时空的度量和物理守恒量,用以描述基本场的活动学;另一标架则是局域平坦的超引力场时空,起着传递局域相互作用和能量的作用,能很好地定义和表征基本场内?自由度之间的相关关联和规范守恒流,用以描绘基本场的动力学。数学上,双标架超时空构成几何的纤维丛结构,整体平坦的闵氏超时空和局域平坦的超引力场时空分辨作为纤维丛的底时空和其纤维。作为底时空的闵氏超时空是一个不相互作用存在的真空超时空,而当作纤维的超引力场时空是一个存在非对易几何结构的实在超时空,其非对易性由超引力场的规范场强来刻画。超引力场时空形成一个切实宇宙,原则上可由基本场的相互作用探测其性质。

  在超统一场论中,所有已知的基本粒子(夸克和轻子)统一成为十九维超时空(hyper-spacetime)中的单一基本粒子??马约拉纳型超旋量场(Majorana-type hyper-spinor field),其旋量结构由基本粒子超自旋荷(hyper-spin charge)的量子特性所决定。所有已知的基本相互作用(引力、电磁、弱和强作用力)由超旋量场的超自旋规范对称性(hyper-spin gauge symmetry)统一安排,并由超自旋规范场(hyper-spin gauge field)和与之相随同的超引力场(hyper-gravifield)统一描述。

  超引力场作为定义在双标架超时空中的双协变矢量场(bicovariant vector field),是一个规范型矢量场,也起着Goldstone玻色场的作用。作为Goldstone玻色场的超引力场的对称变换决定超自旋规范对称性,从而揭示规范对称性的引力起源。

  超统一场论的超时空被证实具备隐性广义线性群对称性GL(19,R)(hidden general linear group symmetry),在四维时空中,此对称性奠定了爱因斯坦广义相对论的基本。论证表明,超引力场的规范相互作用可等效为超时空度规联系的相互作用,并由超时空黎曼几何的曲率张量来描述。由此导出引力-几何对应原理(gravity-geometry correspondence)。

  在引气力子场论的理论框架下,超统一场论拥有闵氏超时空的最大庞加莱对称性(非齐次洛伦茨对称性)PO(1,18)和超引力场时空的最大超自旋规范对称性SP(1,18)以及整体和局域的标度对称性。可导出所有对称性对应的守恒定律和基本场的运动方程,尤其是包括超引力场能动量在内的总的超应力能动量张量守恒定律(hyper-stress energy momentum conservation law)。给出由守恒的双协变超矢量流所安排的超引力场的规范引力方程,并借此导出由守恒的超应力能动量张量所决定的超度规引力场的几何引力方程。超应力能动量张量的对称局部对应于超时空中推广的爱因斯坦引力场方程。超统一场论的标度规范不变性由标度标量场和标度规范场刻画,对研究宇宙的基本能量标度以及宇宙的起源和演变起基础性作用。

  自1915年爱因斯坦创建广义相对论以来,物理学家、数学家致力于构建一套可能统一描述自然界已知基本相互作用的理论。爱因斯坦进行了长期且普遍深入的探索,试图在经典统一场论框架内建立描述电磁力和引力的统一理论。他破费了后半生简直所有的时光探寻统一场论,只管所有的尝试最终未能取得胜利,但其对于统一场论的理念始终连续至今。爱因斯坦统一场论之梦成为一代又一代办论物理学家和数学家们所寻求的幻想。

  原题目:国科大在揭秘爱因斯坦统一场论的研究中取得打破

  论文链接 

  近日,中国迷信院院士、中国科学院大学教学、亚太国际理论物理核心和中科院理论物理研究所研究员吴岳良,在揭秘爱因斯坦统一场论的研究中获得冲破,创立了超统一场论(hyperunified field theory)。该理论受相对论性狄拉克旋量实践、爱因斯坦广义相对论、杨-米尔斯规范理论和大统一理论的启示,并基于吴岳良前期发展的引力气子场论的研究结果,为揭示爱因斯坦统一场论理念中的不解之谜,摸索最终统一理论翻开了一扇新窗口。

  基于广义标度规范不变前提和幺正规范固定条件,研讨表明,超引力场的规范动力学完整等价于超引力度规场(hyper-gravimetric field)的多少何能源学,由此揭示引力的标准-几何对偶性质(gravitational gauge-geometry duality)。终极得出论断:构建超同一场论所遵守的基础原理比爱因斯坦树立广义绝对论所假设的狭义协变原理更根本跟更广泛。

  超统一场论的建破服从两个基本领导原则:一是基本粒子的内?量子数和独立自在度决议时空的维度与构造;二是描写天然法则的作用量遵循规范不变原理且与坐标选取无关。准则之一使基本粒子的内?特性和对称性与时空的几何特征和对称性建立起对应关系,导致所有基本粒子合并统一成为超时空中的超旋量场,超旋量场的旋量结构反应超时空的几何性质。原则之二导致局域平坦超引力场时空(locallyflat hyper-gravifield spacetime)作为做作演生(emergent)的非坐标内?超时空而浮现,使所有基原形互作用统一成为超引力场时空中的超自旋规范彼此作用(hyper-spin gauge interaction)。由此导出规范-引力对应原理(gauge-gravity correspondence)。

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