膜世界及相關問題研究

《膜世界及相關問題研究》是依託蘭州大學，由劉玉孝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：膜世界及相關問題研究
• 依託單位：蘭州大學
• 項目負責人：劉玉孝
• 項目類別：面上項目

項目摘要

膜世界理論提出了一種新的時空觀，在宇宙學和粒子物理學中有廣泛的套用。該理論不僅可以解決理論物理學中的一些基本問題，而且還做出了有望在當前大型強子對撞機(LHC)或天文觀測上進行檢驗的預言。本項目包括三個方面的研究內容：1、建立Einstein引力理論和修改引力理論框架下的新膜世界模型，求解相應的膜世界解，在這些膜世界模型中研究層次問題；2、研究高維時空中引力場和各種物質場在這些膜上的Kaluza- Klein(KK)約化，給出各種場的四維有效拉氏量，以及四維費米子（即費米零模）與膜上的KK引力子和KK規範玻色子之間的相互作用有效拉氏量，求解KK引力子對牛頓勢的修正，以及KK規範玻色子對庫侖勢的修正；3、計算膜上 KK引力子、Higgs粒子和規範玻色子對費米子之間散射的貢獻，與LHC上的實驗數據進行結合，探討膜世界理論的新物理效應。

結題摘要

本項目主要研究膜世界理論及其相關問題 ，研究內容包括三個方面：1、建立 Einstein引力理論和修改引力理論框架下的新膜世界模型，求解相應的膜世界解，在這些膜世界模型中研究層次問題；2、研究高維時空中引力場和各種物質場在這些膜上的 Kaluza- Klein(KK)約化，給出各種場的四維有效拉氏量，以及四維費米子與膜上的 KK 引力子和 KK 規範玻色子之間的相互作用有效拉氏量，求解 KK 引力子對牛頓勢的修正，以及 KK 規範玻色子對庫侖勢的修正；3、計算膜上 KK 引力子、Higgs 粒子和規範玻色子對費米子之間散射的貢獻，與 LHC 上的實驗數據進行結合，探討膜世界理論的新物理效應。 本項目按照原計畫執行，找到了Einstein 引力理論和修改引力理論框架下的一系列膜世界解，並且給出了膜世界上的牛頓勢及其修正，對模型參數進行了討論。得到了費米子及其他各種物質場在這些膜上的質量譜和共振態。這為進一步理解額外維與膜世界提供了有意義的理論基礎。此外，還提出了利用雙星產生的引力波和電磁對應體來探測和限制額外維的新方法。 在本項目的資助下，在額外維、膜世界、黑洞與引力波等研究方向開展了相關工作，在PRL、PRD、EPJC等國際著名雜誌上發表SCI論文40餘篇，獲得國家自然科學基金優秀青年基金的資助，培養了5名博士畢業研究生和4名碩士畢業研究生。