物理學家一直試圖調和量子力學與廣義相對論，但是太難了！

2020-10-18 博科園

幾十年來，物理學家一直試圖調和量子力學，即非常微觀的世界與廣義相對論引力理論的非常宏觀世界。雖然許多學者正在研究量子引力，但他們經常使用的模型沒有考慮到宇宙的某些方面，比如宇宙正加速膨脹。衝繩科技研究所研究生院(OIST)的一個團隊報告了一種新的量子引力方法，使用的模型更接近現實。在《物理評論D》中，該團隊報告了他們在無質量場的散射矩陣(S-matrix)上的進展。S矩陣是一個表達式，它預測當無限遠距離的粒子聚集在一起。

相互作用，並進行其業務時會發生什麼，換句話說，S矩陣使用起點來預測結果。重要的是，這個概念可以應用到德西特空間，一個正在加速膨脹的宇宙-就像我們自己的宇宙一樣。在研究中，研究小組計算了de Sitter空間中的S矩陣，用於最簡單的場景，涉及自由、非相互作用的粒子，這個表達式稱為自由S-矩陣。該研究的作者之一Adrian David說：S矩陣不僅僅是優雅的數學，它有可能解釋更現實的場景，現在將開始考慮這樣的場景，超越單個領域，探索當這些領域相互作用時會發生什麼。

A「你好，世界！」是一個電腦程式，它將這個簡單的消息顯示為輸出。這是軟體開發人員用來確認底層程式語言是否正常工作的測試。開發人員通常在具有有用輸出的更複雜設置中使用該語言之前執行此健全性檢查。S-矩陣就像是「你好，世界！」程序用來在一個簡單的上下文中進行數學運算。就像計算機編程中的理智測試一樣，輸出『Hello，World！』消息沒有創建它所用的底層語言有趣。「同樣，自由S-矩陣本身的趣味性較低，但更多的是在它可能讓我們回答的問題中。

所處宇宙正在以加速的速度膨脹，這是一個德西特空間，現在看來這些條件是永久的，量子引力集團的負責人Yasha Neiman教授說，這些信息必須作為描述現實的基石。目前，團隊將致力於問題的下一步：將S矩陣應用到更複雜的場景中，以反映現實。然後可能會獲得更好的理解，這是簡單而華麗的數學，還是不僅僅是一張漂亮的臉？

博科園｜研究/來自：衝繩科學技術大學院大學

參考期刊《物理評論D》

DOI: 10.1103/PhysRevD.100.045005

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