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“不止普林斯顿。”
周忠把自己手机上的邮件列表也翻出来,划了几下,“我今天下午刷arXiv的时候注意到的,还没来得及跟你们说
“他们动作都这么快?”叶臻皱眉。
“可不是嘛。”任长峰苦笑了一声,把手机转过来让大家看屏幕。
邮件的最后一句写得很客气:
“我们非常期待与京大团队保持密切的学术交流,共同推动这一重要问题的解决。”
但是谁都知道,这句话真正要表达的意思是:我们在盯着你们的进度,你们也要小心别被我们甩下了。
“毕竟,”任长峰放下手机,声音里多了一丝沙哑,“这可是千禧年七大难题啊。
前面有一百万美元的奖金激励,后面有开创物理学历史的学术地位。
哪一样不是让全世界最聪明的那批人趋之若务的?
更何况,谁先拿下质量间隙问题,谁就等于抢占了从标准模型到量子引力这一整条理论物理链条的战略制高点。
你觉得有哪个一流团队会心甘情愿地把这个位置让给别人?
留给我们的时间不多了。”
这话一出,几个人的脸色都微微变了。
杨-米尔斯存在性与质量间隙问题,在学术界的分量有多重,在场每一个人都再清楚不过。
其实,这个问题并没有想象的那么神秘,说白了,他要解答的就是为什么夸克和胶子永远被锁在原子核里面,为什么自然界中观察不到自由的夸克。
在粒子物理的标准模型里,夸克和胶子都是构成质子和中子的基本单元,但是无论你把多大的能量砸进一个质子,碎裂出来的永远是新的强子,永远看不到一个孤零零的夸克或者胶子。
这就是夸克禁闭。
而要理解或者说完全看清夸克禁闭,就必须证明杨-米尔斯规范场存在一个严格正的质量间隙。
这个质量间隙意味着,规范场的最低激发态,也就是最轻的胶球具有一个非零的静止质量。
这个质量的存在,直接导致了强相互作用的力程有限。
和电磁相互作用不一样,光子的静止质量是零,所以电磁力的力程是无穷远的,两个电荷隔着一光年的距离还能感受到彼此的吸引力。
但是强力不是这样的。
因为胶球有质量,强力的传播受到限制,在超过大约十的负十五次方米之后,强力就会迅速衰减,夸克就被锁在了这个范围内,所以夸克禁闭不是一种外加的约束,而是杨-米尔斯规范场自身数学结构的一个内禀结论。
这个问题听起来象是基础物理课本上的一则注脚,但它的影响范围远超粒子物理本身。
如果严格证明了杨-米尔斯规范场存在质量间隙,就等于从第一性原理上解释了夸克禁闭这个困扰物理学界半个多世纪的谜题。
标准模型的最后一块理论拼图将就此归位。
这不仅仅是一个数学定理的诞生,当然,它毫无疑问会被写进未来所有的高等数学和理论物理教科书。
但是它的意义远不止于此。
从人类文明发展的宏观尺度来看,严格证明杨-米尔斯质量间隙,相当于当年霍金和彭罗斯证明奇性定理对于广义相对论的奠基性作用。
没有奇性定理,黑洞物理学就是空中楼阁,你相信黑洞是广义相对论的自然预言,但是你不能从数学上严格证明物质在引力坍缩到一定程度后必然会形成一个时空奇点。
正是因为有了奇性定理,整个黑洞物理学的理论大厦才有了牢不可破的地基。
同样,没有质量间隙的严格证明,量子色动力学的全部计算就始终创建在一个未经严格论证的假设之上。
这个假设在过去半个世纪里被无数实验验证过,每一次都精准得令人惊叹,但是它在数学上仍然是一个假设。
假设和定理之间的那道鸿沟,就是基础理论工作者终其一生想要跨越的东西。
这个问题如果被严格证明了,那就意味着人类第一次从数学上彻底理解了强相互作用的本质。
量子色动力学将不再是一个依赖微扰展开和数值拟合的经验模型,而是一套逻辑完整、根基坚实的数学物理体系。
它的影响将像涟漪一样扩散到物理学的各个分支,甚至溢出物理学的边界。
从可控核聚变设备中如何更精准地约束等离子体,到对撞机里如何更高效地筛选新粒子信号,甚至到拓扑量子计算机的纠错码设计……这些看起来毫不相干的领域,都将因为杨-米尔斯理论的这一块基石被夯实而获得全新的工具和视角。
因为说到底,规范场论已经渗透到了当代理论物理的每一个角落。
从粒子物理到凝聚态,从量子信息到宇宙学,
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