科学家建立超越广义相对论的引力量子场论

最近，中国科学院院士、中国科学院卡夫瑞理论物理研究所研究员吴月良在广义坐标变换不变的假设下，突破了爱因斯坦广义相对论的局限。他没有通过推广狭义相对论和坐标时空几何来构建量子引力理论，而是建立了超越爱因斯坦广义相对论的基于量子场论和对称性原理的引力量子场论。相关结果发表在《物理评论》上。

研究表明，建立在四维重力场时空中的引力量子场理论能够统一描述引力、电磁力和弱力等自然界的基本相互作用力。导出了包含引力场效应的所有基本量子场的运动方程和对应于所有基本对称性的守恒定律，包括引力场方程和超越爱因斯坦广义相对论的能量和动量守恒定律。在引力量子场论中，曲线坐标时空的几何规范不再被视为基本引力场。对称性原理是描述对称性和对称性破缺的基本原理。正是引力量子场论中的量子效应导致了引力定标器触发了全球尺度对称性的打破，并导致了早期宇宙的膨胀。给出了源于量子膨胀宇宙的量子引力场的时空动力学。研究证明，低能量引力量子场论的有效理论给出了爱因斯坦的广义相对论，并预测了无质量引力子，以及无质量自旋规范子和标度规范子。因此，与爱因斯坦广义相对论中的广义坐标变换不变的假设相比，引力量子场论中的自然基本定律独立于时空坐标和尺度的选择并遵循局部规范的假设更为基本。(科尔津)

《中国科学新闻》(第一版集锦，2016年1月21日)