美文网首页哲学之光自然科普
弦理论三杰获2020年狄拉克奖

弦理论三杰获2020年狄拉克奖

作者: JohnMarti | 来源:发表于2020-12-31 01:39 被阅读0次

(2020年8月10日,意大利Trieste)

国际理论物理中心(ICTP)将2020年狄拉克奖授予三位杰出物理学家—— 蒙彼利埃大学的安德烈·内沃,佛罗里达大学的皮埃尔·拉蒙(Pierre Ramond),以及罗马第一大学的米格尔·维拉宿(Miguel Virasoro),以表彰他们 “对弦理论的创立和形式化表述所作的先驱性贡献,将新的玻色和费米对称性引入物理学”。

弦理论是基础物理的一种理论框架,其将物质描述为由一维的微观客体—— 弦所组成。这些弦可以被视为能量的微丝,它们以不同的模式振动。就像琴弦的不同振动模式产生不同的音符一样,弦的不同振动状态产生不同的基本粒子(通过赋予其质量、电荷等性质),如电子、中微子。

弦理论是物理学家提出的物理学大统一理论方案,试图将描述引力的爱因斯坦广义相对论和描述物质基本组成的量子力学结合起来。弦理论在解决基础物理中的一些问题上发挥了十分重要的作用,并已应用于其他各种领域,如黑洞、早期宇宙、凝聚态物理,等等,而且促进了纯数学的重大发展。

弦理论的最早发展出现在20世纪60年代末,当时它立即成为引力量子理论的一个有前途的候选理论。其最早版本是玻色弦理论,也就是说,它只描述了一类叫作 “玻色子” 的粒子。玻色子是自旋为整数(0,1,2,……,以普朗克常量为单位)的粒子,如光子、引力子、希格斯玻色子。另一方面,费米子是自旋为半整数(1/2,3/2,5/2,……,以普朗克常量为单位)的粒子,比如电子、质子、夸克。

20世纪60年代末,Miguel Virasoro 在理论物理学领域开始一项雄心勃勃的工作,最初是和 Gabriele Veneziano 合作,后来是独自一人。

这项工作主要集中在所谓的 “Veneziano 模型” 的发展上,这是一种由一些特性来表征的数学模型,后来成为了第一个被认可的弦模型。受 Veneziano “开弦” 工作的启发,Virasoro 发展了他自己的模型,后来被公认为 “闭弦” 模型。在进行这些研究的时候,弦的理论还没有完全、清晰地发展起来,几年后,这些模型才被认为完美地描述了弦的物理学。

研究这些模型的数学特性,并注意到这些模型具有的一些对称性特征,Virasoro 继续为该领域作出重要贡献。他确认并形式化表述了这些对称性,现在被称为 “Virasoro 代数”,这是一种在二维共形场论和弦论中广泛运用的复李代数。在纯数学家看来,这项工作也很有意义,因为它是无限维李代数,而在此之前李代数通常是有限维的。

“这项工作非常重要,因为它让我们可以完成在那之前不可能完成的计算”,意大利猞猁之眼国家科学院主席、狄拉克奖评选委员会成员 Giorgio Parisi 教授说:“有了一个模型却不知道其对称性让研究显得漫无目的,正如在黑暗中行走。这就是为什么发现这些对称性是一个真正的转折点。”

André Neveu 和 Pierre Ramond 把费米子自由度引入理论模型。事实上,Virasoro 所做的大部分工作都致力于研究玻色弦,这是弦理论领域中最早被研究的弦。

Neveu 和 Ramond 扩展了这些工作,将计算扩展到包括物质的另外部分—— 由费米子组成的物质。

“这些工作的共同之处在于:它们都是弦理论中至关重要的工作,在科学家们意识到这些表述可以真正描述弦之前的很多年,这些工作就已经进行了”Andrè Neveu 在20世纪70年代早期与 John Schwarz 合作完成的这项工作,也由 Pierre Ramond 独立完成,现在被称为 “RNS形式(RNS formalism)”,以其三位创始人的姓氏首字母命名。

这是超弦理论的最早进展,将描述玻色弦的对称代数—— Virasoro 代数,推广到同样可以描述费米子的代数。这一构想可以将宇宙中所有的粒子和基本力都表述为微小的超对称弦的振动,因此得名“超弦”理论,它同时解释了费米子和玻色子。

“作为 ICTP 的新主任,宣布2020年狄拉克奖让我倍感荣幸和高兴。”  ICTP 主任 说:“狄拉克一直是理论物理学一个启迪人心的人物,对于ICTP更是如此。今年,一个非常杰出的评选委员会将奖项颁发给弦理论领域的三位先驱,他们在某种程度上继承了狄拉克思考和做物理的方式。”

------奖项简介--------

ICTP狄拉克奖是为纪念P.A.M.狄拉克而设立的,第一次颁发于1985年。狄拉克是20世纪最伟大的物理学家之一,也是ICTP忠实的朋友。每年的8月8日(狄拉克的生日),该奖项被授予对理论物理学作出重大贡献的科学家。狄拉克奖获得者都是世界顶级物理学家,其中很多人后来获得了诺贝尔奖、菲尔兹奖和沃尔夫奖。由杰出科学家组成的国际委员会从提名候选人名单中选出获奖者。

狄拉克奖是国际理论物理中心为纪念理论物理学家狄拉克而在1985年设置的奖项,被视为理论和数学物理领域的最高荣誉之一。

ICTP 在意大利 Trieste 宣布了2020年狄拉克奖,三位对弦理论的建立作出先驱性贡献的物理学家获此殊荣。

华人物理学家李雅达、张首晟、文小刚曾获得狄拉克奖。

相关文章

网友评论

    本文标题:弦理论三杰获2020年狄拉克奖

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/czakoktx.html