物理沙龙——高能理论

邵惊冬

 

       2020年9月26日晚17:00,由本科部团委主办、果壳物理社承办的本学期第一次物理沙龙在教学楼305教室成功举办。本次物理沙龙有幸邀请到了中国科学院大学卡弗里理论科学研究所(下简称“卡弗里所”)的彭程研究员,他为同学们带来了关于高能理论的分享。六十多位来自各个年级的本科生乃至硕士研究生积极参与了本次沙龙。

       沙龙正式开始前,考虑到同学们对卡弗里理所较为陌生,彭程老师介绍了卡弗里所和他所在的高能理论团队。他简单讲解了ASD/CFT、QFT等高能理论小组正在努力的科学前沿,并欢迎感兴趣的同学与高能理论小组的老师多多交流讨论,期待更多优秀国科大学子加入高能理论研究的大家庭。

       短暂的休息后,同学们纷纷围绕彭程老师在前排就座,沙龙正式开始。彭程老师首先从同学们熟悉的近代高能物理历史开始引导同学们认识高能理论。

       紧接着他提出了高能理论学家乃至全人类一直致力探索的两个终极问题:世界最基本的构成要素是什么?自然最根本的物理定律是什么?

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       为了追求终极问题的答案,量子引力被由此引出,其对人类理解早期宇宙、黑洞和时空基本性质具有重要意义。为了探索“严防死守”和“脾气古怪”的量子引力,彭程老师给出了我们的“武器库”与“队友”:弦论、量子场论、量子纠缠、全息原理和可解模型。接下来,彭程老师图文并茂地用文字、漫画、公式和图表一一向同学们介绍了五位“队友”。有时面对同学们困惑的表情,彭程老师就在黑板上用具体形象的图像清楚地解释背后的物理原理,例如他画了两个简单的方形和圆柱来大致说明时空的卷曲。

       彭程老师说,正是有了这些忠实的“队友”和强有力的“武器”,“在过去几年中我们见证了高能理论的大革命,并且我们正处于一个新纪元的黎明。”

       接下来彭程老师分享了科学“黎明“的近年进展。他举一个例子说,数年前”可爱“的SYK可解模型发展到如今能够帮助人们更好地理解黑洞信息悖论、量子引力性质。

       除了高能理论学家的努力,这些进步也离不开跨学科的交流。从包括几何、代数、拓扑、分析、数论、统计等学科在内的纯数学和应用数学到纠缠测量、量子纠错、张量网络、强力计算工具、宇宙学关联等量子信息学、凝聚态物理和宇宙学的方方面面,都和高能理论相互影响相互作用,共同追求人类终极问题的答案。

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       彭程老师的分享进入了尾声,但是同学们意犹未尽,纷纷就各自感兴趣的方面向彭程老师提出问题。值得一提的是,当有同学提问弦论与数论的关系时,彭程老师还特意先请数学科学学院的学长从数学的角度谈谈自己的理解,再从物理的角度解释数学计算和物理理论的异同。

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       沙龙的最后,彭程老师寄语同学们要有勇气,在学习和研究过程中遇到困难是再正常不过的事情,一味逃避并不能解决问题,但是更努力的尝试有时候可以。此外,他还希望同学们多与他人交流,保持以开放的心态迎接新的想法。

       本次物理沙龙旨在以氛围轻松的交流会形式,促进中国科学院大学师生之间的学术交流,在疫情防控期间提供研究所和国科大同学相互交流的平台,更好地践行科教融合的策略。此外,本次物理沙龙的也要感谢中国科学院大学物理学院的大力支持。更多精彩的沙龙活动,敬请期待~

【主讲人介绍】

彭程,本科毕业于北京大学, 博士毕业于密歇根大学, 现在中国科学院大学卡弗里理论科学研究所任职, 研究方向主要是量子场论和引力方面。