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科学家发现量子物理宝石几何结构

  国外媒体报道,近日物理学家报告称发现了类似宝石的几何物体,它能够极大的简化对粒子交互作用的计算并挑战了时间和空间是现实的基本组成部分的概念。“这是完全新颖而更简单的方法,”英国牛津大学数学物理学家安德鲁·霍季斯(AndrewHodges)这样说道。

  它揭示了粒子相互作用——作为自然界最基本的事件——可能是为了重造量子场论而付出长达十多年的努力产生的几何学高度发展的结果,量子理论是用于描述基本粒子和它们之间相互作用的理论。在此之前计算粒子相互作用需要运用包含上千个术语的数学方程式,现在可以通过计算相应的宝石“Amplituhedron”新几何结构的量来描述,且它只会产生相当于一个术语的表达。

  “这种效率性真是令人难以置信,”美国哈佛大学的理论物理学家雅各布·布杰利(Jacob Bourjaily)这样说道,他还是描述这一新颖观点的两篇文章其中一篇的作者。“你可以轻易的在纸上进行之前用计算机无法实现的计算。”

  量子场论的新几何版本还能够帮助寻找能够无缝连接大规模和小规模宇宙的量子引力理论。目前为止从量子规模将引力结合进入物理定律的尝试都遭遇了荒谬的无限性和深度悖论。这个Amplituhedron,或者类似的几何物体,将帮助移除两大根深蒂固的物理定律:位置性和统一性。

  “两者已经深深的根植于我们思考事物的常规方式,” 美国新泽西州普林斯顿高等研究院的物理学教授尼玛·阿卡尼-哈马德(NimaArkani-Hamed)这样说道,他也是这两篇新文章的首席作者。

  位置性指的是粒子只能在时间和空间的临近位置发生相互作用,统一性是指一个量子力学相互作用的所有可能结果的可能性总和为1。这些概念是量子场论的中央支柱,但在某些情景里也涉及引力,两者都会发生分解,这暗示着没有一个是自然的基本方面。共3页:

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