引力规范对应.PDFVIP

引力/规范对应 陈斌 北京大学 中国科技大学，2014, 10,24 神秘的重力 • 无处不在 • 只有吸引，没有排斥 • 长程作用力 （类似于电磁力） • 最弱的力：星体的形成、星系的形成。。。 牛顿引力 • Newton引力非常成功 解释了太阳系中行星的运动、潮汐现象等 预言了海王星的存在 • 瞬时传播 • 非相对论性 广义相对论 Einstein关于时间、空间和引力的理论 • 狭义相对论：时空统一，平坦时空 • 广义相对论：相对论性的引力理论 • 全新的时空观：弯曲时空 • 经典物理中最优美的理论 引力即时空 • 引力= 曲率 • 时空是动力学的 • 广泛的应用： GPS、天体物理（黑洞、脉冲星、类星体等）、 宇宙的演化等 量子引力 • 引力如何与其它三种作用统一？ • 引力如何量子化？ • 为何需要量子引力？ 极早期宇宙 量子引力效应明显，影 响到宇宙的产生、演化、 大尺度结构的形成，也 可能包藏着暗能量、暗 物质的秘密 微波背景辐射各向异性 黑洞：探测量子引力的窗口！ • 简单的系统: M, J, Q • 复杂的物理： 黑洞熵 微观统计解释？ 霍金辐射：黑体辐射 信息丢失？ 弦理论：一个量子引力的理论 弦理论以非常简单的方式统一了自然界中 所有的基本粒子和基本相互作用力，包括 引力 弦理论的基本图象 所有基本粒子都是弦的激发 规范粒子- 开弦 引力子-闭弦 在弦理论中自然地实现了 四种相互作用的统一 开弦与闭弦 ？ + = 光子或胶子（规范场） 引力子 规范理论与引力理论的关系？ D-膜 开弦与闭弦对偶 开弦描述：规范理论 = = = = 闭弦描述：高维引力理论 两种描述方式的等价性，称为对偶(duality) 此外，由于大量D-膜的存在，时空背景被 弯曲成Anti-de Sitter(AdS)时空。 （AdS时空：伪球面，或负常数曲率时空） AdS/CFT 对应 • Anti-de-Sitter 时空中的弦理论/M-理论 与其边界上的共形场论对偶（等价） （J. Maldacena 1997） AdS/CFT 对应II • 简单地说: 它是一个（量子）引力/ （共形）场论 对应 • 它提供了定义弦理论的全新方式 • 丰富的物理: 全息原理、规范理论的大N极限、开 - 闭弦对偶 全息原理：量子引力基本原理 （’t Hooft, L.Susskind，1993) 在一个引力系统中，区域V 中的最大熵正比于V 的边界 面积（Planck单位）， 而非体积。 这意味着V 中的物理可以通过 边界全息屏上的某个理论来 描述。 =黑洞存在全息描述 AdS/CFT 对应是全息原理最成功的具体实现 霍金辐射 • 黑洞无毛：J, M, Q • Hawking 辐射: 黑洞的辐射是黑体热辐射 信息丢失问题 • 信息丢失？ • 幺正性? • 2004年，霍金承认信息不会丢失 I gave John an encyclopedia of baseball, but maybe I should just have given him the ashes. 引力/规范对应