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3位物理学家因“超重力”发现获300万美元奖金

超重力已经成为弦理论的一个组成部分,一个著名的“万物理论”的候选者。

这三位超重力建筑师在发展出有影响力的理论40多年后,得到了高度的认可。

塞尔吉奥·费拉拉,丹尼尔·弗里德曼和彼得·范·尼乌文胡岑将在1976年获得300万美元的基础物理学特别突破奖,突破奖代表昨天(8月6日)宣布。

“超引力的发现是在描述时空动力学中包含量子变量的开始,”遴选 ... 会主席、新泽西普林斯顿高等研究所理论物理学家爱德华·维滕说,在一份声明中说令人震惊的是,爱因斯坦的方程承认了我们所知道的超重力的普遍性。

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到超重力的道路

在20世纪60年代和70年代,研究人员发展了粒子物理学的标准模型,它描述了四种已知的自然力中的三种——电磁力和强弱核力。

标准模型多年来取得了令人难以置信的成功。例如,它预测了在2012中发现的希格斯玻色子的存在。顺便说一下,“KdSPE”“KdSPs”Bosons是两种已知粒子之一,以及费米子。这两类的区别在于它们的发散“自旋”或角动量。费米子,包括夸克、轻子和所有的复合粒子,都有半整数自旋,比如1/2和1 1/2。希格斯粒子、胶子和其他玻色子具有整数自旋-0、1等。这看起来像是一个小小的区别,但却导致了他们行为上的巨大差异。例如,费米子构成“正常”物质(与暗物质相反,暗物质占物质宇宙的85%,但仍然是神秘的;没有人知道它是由什么构成的),玻色子携带力。

标准模型并不完整。首先,它不涉及第四种基本力,即爱因斯坦广义相对论所描述的引力。此外,许多粒子的实际质量远低于模型所预测的质量。

因此物理学家们一直致力于改进标准模型。其中一个创新出现在1973年,“超对称”的概念,它假设每个已知的粒子都有一个未被发现的伙伴。具体来说,每一个玻色子与一个“超级终端”配对,每一个费米子与一个“超级玻色子”配对。

和标准模型一样,超对称最初并不包括重力。但费拉拉、弗里德曼和范尼乌文惠岑改变了这一点。

这三人的超重力研究始于1975年,费拉拉和弗里德曼在巴黎的赤道正常补给站进行了讨论。这两个人很快就请来了范·尼乌文惠岑,他已经在纽约石溪大学从事量子引力的研究。

三人一起设计了一个超对称理论,其中包括引力子的超对称伙伴引力子,它是介导引力的假设玻色子。

是最新的300万美元基础物理学特别突破奖的三位获奖者。从左至右:彼得·范·尼乌文胡岑、塞尔吉奥·费拉拉和丹尼尔·弗里德曼。(欧洲核子研究中心)

研究人员编写了一个新的计算机程序来完成最后的计算,这太难手工完成了,van Nieuwenhuizen说。这个计算包含了大约2000个项,所有这些项最终都需要为零,才能使他们的超重力新理论成立。

当计算机处理这些数字时,它将这些项以100或200个为一批批地吐出,van Nieuwenhuizen说。零不断地来,来,来,来。最后,几个小时后,最后一批货又来了:所有的零,又一次。

《迈克•沃尔关于寻找外星生命的书》(Mike Wall's book about the search for alien life)现已出版(大中央出版社,2018年;卡尔•泰特插图)。在Twitter@michaeldwall上关注他。在Twitter@Spacedotcom或Facebook上关注我们

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