走向统一的自然力 超弦理论:四种自然力走向统一的一种尝试(Ⅳ)

正(5)进一步发展超弦/M理论,既然作为认识宇宙的"终极理论",就应当能够解释宇宙学中的诸多问题,例如黑洞,因此,在超弦理论第二次革命以后,超弦/M理论的一个重要发展就是黑洞物理的研究。从超弦/M理论看黑洞20世纪60年代末、70年代初,许多物理学家,包括克里斯托多罗(D.Christodoulou,1951~)、伊思雷尔(W.Israel,1931~)、普赖斯(R.Price)、卡特尔(B.Carter,1942~)、克尔(R.Kerr,1934~)、罗宾森(D.Robinson)、霍金和彭罗斯,都发现黑洞和基本粒子     

超弦理论:四种自然力走向统一的一种尝试

 谈到超弦理论,中国科学院理论物理所从事这方面研究的李淼研究员^* 不仅曾为本刊写过“弦论小史( 一)( 二)( 三)”,还在网站上传过“弦论通俗演义”,就宣传弦论来说,实在没有必要再写点什么,但是,这一系列讲座,原定以“超弦理论:四种自然力走向统一的一种尝试”作为结束,因此,我们不得不参考李淼的相关文章、中国科学院大学物理学院丁亦兵教授多年前为本刊编译的“著名物理学家谈超弦”、中国科学院高能物理所常哲研究员为本刊撰写的“超弦与M 理论”,以及B. 格林著、李泳译的《宇宙的琴弦(The Elegant Universe)》来完成这最后的一讲。     

著名物理学家谈超弦

 超弦理论是近年来理论物理研究最热闹的一个题目之一.1988年初,英国BBC电台,播出了一个名为“竭尽全力搜寻超弦”的节目.请了几位著名的物理学家,包括超弦理论的倡导人以及几位诺贝尔奖金的获得者,就有关超弦问题回答了记者的提问.这些谈话有助于人们了解超弦理论的历史背景、它的主要内容、包含的物理思想以及存在的各种问题.在此,我们选编其中的一部分,以飨读者.     

走向统一的自然力 超弦理论:四种自然力走向统一的一种尝试Ⅲ

 超弦理论的第二次革命发生在1994~1998年间,于1995年达到高潮,其持续时间比第一次革命要长,影响也更为深远。     

Kerr黑洞的量子面积谱及微黑洞的最小质量

Kerr黑洞仅含有两个参量M和J.把M和J视为广义坐标,并将M,J和它们的共轭量构成四维相空 间，通过规范变换得到了Kerr黑洞的量子面积谱.由此给出了Schwarzschild黑洞的 最小质量. 关键词： 黑洞 量子面积谱 共轭 规范变换     

Kerr-Newman黑洞的谐振子模型及量子面积谱

利用Kerr-Newman黑洞的质量M，电量Q，角动量J和它们各自的对偶量，π_M,π_Q,π_J,构成的六维相空间，通过规范变换，首先建立黑洞的简谐振子模型；再利用该模型进一步研究Kerr-Newman黑洞的量子面积谱. 关键词： 黑洞 规范变换 简谐振子模型 量子面积谱     

著名物理学家谈超弦

 爱德华·威特恩(Edward Witten)是普林斯顿高等研究所教授.他对粒子物理理论和量子场论,特别是量子色动力学和高维理论,做过很多重要贡献,后来转而研究超弦.他是超弦理论最直言不讳的鼓吹者.问:超弦理论所讨论的最本质问题是什么?答:二十世纪物理学有二大柱石.第一个是广义相对论,即爱因斯坦的引力理论.第二个是量子力学,它是关于微观领域一切现象的理论,也就是说,是关于原子、分子和基本粒子的理论.现代物理学的基本问题是这两大柱石互不相容.如果你企图把引力和量子力学结合在一起,你就会发现,你得到的是从数学观点来看毫无意义的东西.     

对动态缓变Reissner-Nordström黑洞量子辐射特征的研究

考虑到Reissner-Nordstrom黑洞的质量M和荷电量Q随时间t缓慢变化的情况,研究了此黑洞的量子辐射特征.结果表明,在动态缓变Reissner-Nordstrom时空中荷电Dirac粒子的量子热辐射谱与其黑洞蒸发率及随时间t缓变的M(t)和Q(t)等因素有关;动态缓变Reissner-Nordstrom黑洞量子非热辐射的最大能量与量子热辐射谱中的化学势相等.     

对动态缓变Reissner-Nordstr(o)m黑洞量子辐射特征的研究

考虑到Reissner-Nordstrom黑洞的质量M和荷电量Q随时间t缓慢变化的情况,研究了此黑洞的量子辐射特征.结果表明,在动态缓变Reissner-Nordstrom时空中荷电Dirac粒子的量子热辐射谱与其黑洞蒸发率及随时间t缓变的M(t)和Q(t)等因素有关;动态缓变Reissner-Nordstrom黑洞量子非热辐射的最大能量与量子热辐射谱中的化学势相等.     

对动态缓变Reissner-Nordstrm黑洞量子辐射特征的研究

考虑到Reissner Nordstr m黑洞的质量M和荷电量Q随时间t缓慢变化的情况 ,研究了此黑洞的量子辐射特征 .结果表明 ,在动态缓变Reissner Nordstr m时空中荷电Dirac粒子的量子热辐射谱与其黑洞蒸发率及随时间t缓变的M(t)和Q(t)等因素有关 ;动态缓变Reissner Nordstr m黑洞量子非热辐射的最大能量与量子热辐射谱中的化学势相等     

走向统一的自然力 超弦理论:四种自然力走向统一的一种尝试(Ⅱ)

正三、超弦理论的两次革命南部等人提出的弦模型,通过超对称和超引力的介入,施瓦兹和格林等创建了超弦理论,使包括引力在内的四种自然力的统一有了实现的可能,这一度激发了物理学家的热情,涌现出了数以千计的模型。那么,哪一个是真正主宰现实物理世界的"上帝"呢?或者说,谁能导出粒子物理标准模型并解释夸克和轻子为何分代而且只有三代,以及电子和其他粒子的质量为何是那样,等等,粒子物理标准模型无法回答的     

超弦低能模型对称性的破缺

本文通过单圈辐射修正的方法,讨论了一个具有规范对称群SU(3)_C×SU(2)_L×SU(2)_R×SU(1)²的超弦低能模型在中间质量M₁处对称性的破缺.在唯象讨论的基础上,我们解决了一般超弦低能模型中存在的中微子质量问题,同时给出了软破缺参数A、m和M初值的取值范围.     

超弦／M-理论及其应用

文章简要介绍超弦/M-理论的意义、重要性及其发展过程中的两次革命和当前的发展趋势,以及中国科技大学交叉学科理论研究中心在推动中国在该领域的研究所做的努力及相关的研究工作和成果.     

黑洞风比预期的强烈

<正>一个国际合作团队宣称,黑洞向星系中发射出的能量比以前估计的要更多。该团队在M83星系中观察到一颗微类星体,发现该类星体发射出的能量比对相同质量的黑洞所预计的多。这一发现有助于改进黑洞演化的模型,并可以使我们进一步了解黑洞对于早期宇宙中气体的影响。微类星体由一个像黑洞那样的致密的核心和围绕该核心的吸积盘     

黑洞和黑洞蒸发

黑洞是目前的观测尚未最后确认其存在,”但目前的理论确认其应该存在的一种特异天体。黑洞的最大特点就在于它的黑! 早在1795年,拉普拉斯就曾基于一种极简单的考虑,认为有可能存在这种特异天体。 考虑一个质量为M,半径为R的球形天体,自球面沿径向以初速v射出一质量为m的物体,它的脱离速度为可看出,脱离速度是一个与抛体的质量无关而仅决定于比值M/R的量,差M/R足够大,以致 只要承认光线也要受到重力的影响,光速是一切信号速度的上限,那应当一颗星的半径 gGM—-.r小于临界值’。”-W时,星光就要被重力拉回来,任何信号都到达不了远处观测者…     

Vaidya-Bonner黑洞的费米子隧穿

运用费米子隧穿的理论,对Vaidya-Bonner黑洞的费米子Hawking辐射进行研究.使用随动坐标变换,并假设γ^μ矩阵的一个合理形式,从而得到了Vaidya-Bonner黑洞的自旋为1/2的粒子的隧穿辐射行为. 关键词： Vaidya-Bonner黑洞 Dirac方程 Hawking辐射 费米子隧穿     

对动态缓变Reissner-Nordstroem黑洞量子辐射特征的研究

考虑到Reissner-Nordstroem黑洞的质量M和荷电量Q随时间t缓慢变化的情况，研究了此黑洞的量子辐射特征．结果表明，在动态缓变Reissner-Nordstroem时空中荷电Dirac粒子的量子热辐射谱与其黑洞蒸发率及随时间t缓变的M(t)和Q(t)等因素有关；动态缓变Reissner-Nordstroem黑洞量子非热辐射的最大能量与量子热辐射谱中的化学势相等．     

静态球对称黑洞的热质点模型及辐射功率

利用静态球对称黑洞的热质点模型,研究了黑洞的热辐射规律,得到了当η取固有厚度时,对所有Schwarzschild黑洞,其辐射功率都相同,其视界处的辐射能通量与黑洞的质量的平方成反比,而距黑洞遥远的观察者所接收到的辐射能通量与观测者到黑洞的距离的平方成反比; Reissner-Nordstrm黑洞视界处的辐射能通量和辐射功率不仅与黑洞的质量有关,还与黑洞的电荷有关,而距黑洞遥远的观察者所接收到的辐射能通量,当截断的固有厚度η、黑洞的质量m和电荷Q取定后与观测者到黑洞之间的距离的 关键词： 静态球对称黑洞 热质点模型 辐射功率 辐射能通量     

星系核中的黑洞

黑洞是根据严谨的物理规律预言的一种奇特天体.Laplace在1798年根据牛顿引力理论,Oppenheimer和 Snyder在1939年恨据广义相对论都预言了黑洞的存在.黑洞是可以依不同途径形成的.三十多年来对黑洞的研究工作,主要集中在晚期恒星的引力坍缩这样一条途径上.这样形成的黑洞,其质量只比太阳大几倍.近年来,为了解释有关星团、星系核和类星体的一些现象,讨论过极大质量的天体经引力坍缩形成黑洞的途径.例如,Lynden-Bell等[1,2]基于对类星体空间密度的分析,提出了星系核就是类星体的中心部分引力坍缩后的产物,星系核中具有质量约为108M。的巨大黑…     

著名物理学家谈超弦(四)

 从前面选编的三篇谈话,读者对于超弦理论的发生和发展过程以及它对未来的科学与哲学的可能影响,产生了深刻的印象.三位谈话人或者是创始者,或者是积极的鼓吹者,他们对超弦理论都曾做出了很大的贡献,因而对这个理论的前景充满信心.但是,在理论物理学界对他们的观点持有异议,甚至抱有完全否定态度的也大有人在,其中包括几位著名的诺贝尔物理奖的获得者.下面选编了二篇,以求使读者对这个研究领域有一个全面的了解,从而做出自己的判断.