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【无冕之王!三名超引力理论发明者获得基础物理特别突破奖】

时间:2019-09-07
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上周,突破奖颁给了Sergio Ferrara,Daniel Z. Freedman和Peter van Nieuwenhuizen。 )奖金300万美元,部分奖项由基础物理奖颁发。他们是超引力理论的发明者。在石溪大学的网站上,有一篇关于彼得屡获殊荣的回复的精彩采访。

“突破奖”旨在补充诺贝尔奖,奖励那些不太可能获得诺贝尔奖但对科学做出重大贡献的研究人员。只有在后来的实验中观察到理论物理学家的预测时,诺贝尔奖才会颁发给这些物理学家。但是,许多理论家以其数学发明而闻名,其他理论家使用这些概念并基于它们构建其他概念,而他们自己无法做出可预测的预测。突破奖旨在表彰这些理论家,尽管它也授予了诺贝尔奖委员会无法或不承认的其他人(大规模的实验合作,Jocelyn Bell Burnell),但理论家们一直都是这样的物理。该奖项的主要焦点。

突破奖将超重力描述为一种结合重力和粒子物理学的理论。这有点误导:尽管该理论确实以“粒子物理学”的形式研究引力,但与弦理论不同,它并没有将量子力学和引力结合起来解决着名的问题。 (至少据我们所知。)

更具体地说,超重力是一种通过超对称将重力与粒子物理学的其他部分联系起来的理论。超对称性是玻色子(如光子,重力或希格斯粒子)和费米子(如电子或夸克粒子)之间的关系。在超对称中,每种类型的玻色子都有费米子“伴侣”,反之亦然。在超重力中,重力本身也有一个称为重力的伙伴。超对称性涉及粒子及其合作伙伴的特性:它们必须具有相同的质量和电荷。所以从某种意义上说,它可以统一不同类型的粒子并在同一套规则下解释它们。

在现实世界中,我们看不到具有相同质量和电荷的玻色子和费米子。如果存在重力,那么超对称必须“破碎”,使其质量高且难以找到。有些人希望大型强子对撞机可以找到这些粒子,但现在看来它不会被发现,所以没有证据可以证明超重力理论。

相反,超重力理论的成功是成为理解其他引力理论的工具。当这个理论在20世纪70年代被提出时,它被认为是弦理论的反对者。相反,多年来,它一直试图指出弦理论忽略的方面。例如,它指出弦理论不仅需要字符串,还需要称为“膜”的高维对象。现在,超引力理论被理解为广义弦理论的一部分。

我们正在努力寻找复杂计算的捷径。我们从玩具模型中受益匪浅:这些更简单,不切实际的理论使我们能够在将想法应用到现实世界之前对其进行测试。超重力理论是我们拥有的最好的玩具模型之一。这种理论使得引力非常简单和简单,因此我们可以开始在我们的研究中取得进展。现在,研究人员正在开发LIGO(引力望远镜)的新计算技术,但如果他们不提前研究超重力理论,他们就永远找不到它们。

Ferrara,Freedman和van Nieuwenhuizen提出的超重力理论是“突破奖”的初衷。超重力理论是一门具有深厚数学,结构丰富,适用范围广的理论。当然,这样的理论不能保证对现实世界的准确描述,但可以肯定的是,有些人会觉得它很有用。

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