版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、黑洞物理: 一个新前沿,蔡荣根 中科院理论物理研究所,* 引力是自然界四种基本相互作用力之一。 (其它三种:电磁作用,强相互作用和弱相互作用),* 从牛顿的万有引力定律到爱因斯坦的广义相对论 问题: (1)广义相对论成立从亚毫米到太阳系尺度 (2)广义相对论是经典理论,引力的量子性质如何?,引力理论 a bet established in 1997,从黑洞热力学,我们学到的重要一课:,E,S,M,S,V,A,V,A,SV,SA,普通的热力学体系,黑洞,Black hole is a window to quantum gravity,Thermodynamics of black hole:
2、,(S.Hawking, 1974, J. Bekenstein, 1973),在表面面积为A的引力体系中,SA/4G,(t Hooft, 1993),(L. Susskind, 1994),引力的全息性质(Holography):,引力体系的自由度就象分布在这一体系的 表面上一样。或者说人们可以用这一引力 体系的表面自由度来描述整个引力体系。,一个D维包含引力的理论=一个(D-1)维不包含引力的理论,(C. Vafa),(A. Strminger),事情的另一方面是关于黑洞熵的统计自由度!,(String Theory, 1996),In Loop Quantum Gravity,(A.As
3、htekar,J.Baez,A. Corichi and K. Krannov, PRL,1998),全息原理在弦论中的实现(1997):,(J. Maldacena),在反德西特时空(带一个紧致空间)上的 超弦理论(或M理论)等价(对偶)于在 这个反德西特时空边界上的一个共形场论。,典型例子:,IIB superstring theory on AdS5 x S5 N=4 SYM Theory,(E. Witten),(A. Polyakov),(I. Klebanov),(S. Gubser),AdS/CFT correspondence (J. Maldacena, 1997),“Rea
4、l conceptual change in our thinking about Gravity.” (E. Witten, Science 285 (1999) 512),IIB superstring theory on AdS5 x S5 N=4 SYM Theory,AdS/CFT 对偶性字典 :,这里 有二个解释: 在引力这边: 这些对应在AdS bulk中传播的场的边界值。 在AdS边界上场论这一边: 这些场相应于边界共形场论许多算符耦合的外源。,AdS/CFT, 证据如何?,(1)整体对称性: AdS_5 X S5 N=4 SYM (2)关联函数的计算,AdS/CFT Conj
5、ecture: 理论价值? 应用价值? 强耦合系统,QCD,高温超导,QCD 相图:,如何从AdS/CFT来理解低能QCD的性质? (1) top-down (从上到下) (2) bottom-up (从下往上),1) AdS/QCD,RHICs heavy Ion Collision,PRL98, 172301(2007), nucl-ex/0611018 PRL99, 172301(2007), nucl-ex/0706.1522,RHIC:,AdS/CFT:,Kovtun, Son and Starinet, PRL (05),(Cai et al, 2008, 2009, 2010),
6、(Brigante et al, PRL 2008),Holographic superconductor models (全息超导),1950, Landau-Ginzburg theory,1957, BCS theory: interactions with phonons,超导现象: 电阻消失 (H. Onnes, 1911) Meissner effect (1933),1980s: 高温超导, 2000s: 铁基超导,2) AdS/CMT,如何实现一个全息超导模型?,CFT AdS/CFT 引力 整体对称性 阿贝尔规范场 标量算符 标量场 温度 黑洞 相变 高温/无毛;低温/有毛,
7、Building a holographic superconductor S. Hartnoll, C.P. Herzog and G. Horowitz, arXiv: 0803.3295 PRL 101, 031601 (2008),高温相(无毛黑洞):,一个普适的能隙(gap): 10%,BCS theory: 3.5 K. Gomes et al, Nature 447, 569 (2007),3) Holographic optics and negative refractive index A. Amariti et al., arXiv: 1006.5714,The free
8、 propagation of light in curved spacetime The propagation of light inside a material in flat space,Metamaterials: cloaking devices, perfect lenses, photonic black holes,Some with negative refractive index (left-handed materials),V.G. Veselago, Sov. Phys. Usp 10, 509 (1968) R.A. Shelby et al., Scienc
9、e 292, 77 (2001),Einsteins Field Equations:,Incompressible Navier-Stokes Equations:,4)引力理论和流体力学的关系,Black holes: The Membrane Paradigm, 1986 Gravity and Hydrodynamics: Lectures on the fluid-gravity correspondence M. Rangamani, Class. Quant. Grav. 26: 224003, 2009,引力与热力学和流体力学一样,具有相当的普适性,研究这两者的关系 利用非平衡
10、流体力学来研究动力学时空的性质 动力学黑洞的热力学性质,应用于QGP 利用引力理论来研究流体力学中的问题如激波,湍流 ,Clay Mathematics Institute (/millennium) The seven Millennium Prize Problems (US$7 million):,Birch and Swinnerton-Dyer Conjecture 2) Hodge Conjecture 3) Navier-Stokes equations 4) P vs NP 5) Poincare Conjecture 6) Riem
11、ann Hypothesis 7) Yang-Mills theory,AdS/CFT 和七个千禧年问题,Waves follow our boat as we meander across the lake, and turbulent air currents follow our flight in a modern jet. Mathematicians and physicists believe that an explanation for and the prediction of both the breeze and the turbulence can be found
12、through an understanding of solutions to the Navier-Stokes equations. Although these equations were written down in the 19th Century, our understanding of them remains minimal. The challenge is to make substantial progress toward a mathematical theory which will unlock the secrets hidden in the Navi
13、er-Stokes equations.,Navier-Stokes Equation:,The laws of quantum physics stand to the world of elementary particles in the way that Newtons laws of classical mechanics stand to the macroscopic world. Almost half a century ago, Yang and Mills introduced a remarkable new framework to describe elementa
14、ry particles using structures that also occur in geometry. Quantum Yang-Mills theory is now the foundation of most of elementary particle theory, and its predictions have been tested at many experimental laboratories, but its mathematical foundation is still unclear. The successful use of Yang-Mills
15、 theory to describe the strong interactions of elementary particles depends on a subtle quantum mechanical property called the mass gap: the quantum particles have positive masses, even though the classical waves travel at the speed of light. This property has been discovered by physicists from experiment and confirmed by computer simulations, but it still has not been underst
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 数字化驱动下碳中和路径与绿色算力协同发展研究
- 动态安全库存策略下库存缓冲机制对供应链韧性提升的影响研究
- 2025-2026学年上海市高三冲刺模拟语文试卷含解析
- 远洋船员船舶避碰规则测验试卷及答案
- 小学道德与法治行为表现评价试题及答案
- 重庆满分科目一模拟考试试题及答案
- 函数大专入门考试试题及答案
- 2026年《劳动法及劳动关系协调员》相关法规理论知识考试题库与答案
- 2026年《环保法》知识竞赛考试题库及答案
- 江苏省兴化市2027届数学三上期末综合测试试题含解析
- 同居协议分手协议书模板
- 核动力厂厂址评价中的外部人为事件-编制说明
- 人教版初中九年级上册化学第一单元走进化学世界《走进化学实验室》同步练习三
- JJG936-2012示差扫描热计量
- 天津英华国际学校人教版五年级下册数学期末测试题
- 北师大版九年级数学下册 第二章 二次函数复习题(课件)
- 江苏省苏州相城区苏州大学实验学校2023-2024学年小升初七年级上学期分班考英语试卷(含答案)
- 清华大学实验室安全教育考试题库(全)
- SL703-2015灌溉与排水工程施工质量评定表
- DB1410-T 110-2020 地震宏观观测网建设和管理要求
- 七年级数学期中考试质量分析
评论
0/150
提交评论