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《今日科学》量子引力新理论或将引领“万物理论”迈出关键一步 论文链接位于我的B站频道对应视频的简介里。 由四个一维酉规范对称性生成的引力与标准模型 粒子物理的标准模型描述了电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用,这三种相互作用是已知四种基本力中的三种。将第四种相互作用——引力与标准模型统一起来一直是一个挑战,因为其背后的理论——广义相对论和量子场论之间存在不兼容性。量子场论利用与量子场的内禀自由度相关的紧致、有限维对称性,而广义相对论则基于非紧致、无限维的外部时空对称性。 本研究旨在通过紧致、有限维对称性推导出引力的规范理论,使其类似于标准模型中基本相互作用的表述形式。对于我们的八旋量拉格朗日量表示,我们定义了一个称为“时空维数场”的量,它能够从八维旋量中提取出四维时空量。利用时空维数场的四个 U(1) 对称性,我们推导出了一种称为“统一引力”的规范理论。引力的应力-能量-动量张量源项直接来源于这些对称性。度规张量通过几何条件进入统一引力理论。我们展示了如何通过一个依赖于引力规范场的几何条件,从统一引力中获得广义相对论在魏岑博克规范下的远平行等价形式。统一引力还允许一个与引力规范场无关的几何条件,从而得到闵可夫斯基度规下的引力精确描述。这与广义相对论中度规的使用不同,在广义相对论中,度规根据定义依赖于引力场。基于闵可夫斯基度规,统一引力使我们能够在单一连贯的数学框架内描述引力,并将其与标准模型中所有基本相互作用的量子场结合在一起。我们给出了统一引力的费曼规则,并研究了该理论在单圈阶的可重整性和辐射修正。通过要求惯性质量与引力质量的重整化值相等,我们表述了等效原理。与以往的引力规范理论不同,在统一引力的环图计算中遇到的所有无穷大都可以通过重新定义理论中少量参数来吸收,这与标准模型中规范理论的方法相同。这一结果以及我们观察到统一引力满足贝基-鲁埃-斯特拉-蒂尤廷(BRST)对称性且其耦合常数无量纲的事实表明,统一引力可以为一个完整的、可重整化的量子引力理论提供基础。
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