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superstring theories

  在玻色弦和费密弦理论基础上提出的一种同时具有10维时空超对称性和 2维弦空间超对称性的弦理论。该理论是1981年由M.B.格林和J.H.许瓦兹提出的。

  根据超弦理论,引力子、规范玻色子、夸克和轻子等(见强子结构),都是弦在弦空间中振动的不同模式。弦分闭弦和开弦两种,闭弦零质量模式构成超引力多重态,包含引力子、引力微子等;开弦零质量模式构成超杨-密耳斯多重态,包括规范场和规范费密子。此外,弦还有无穷多高激发态模式。弦的断裂或连接表示弦之间的相互作用。当弦的张力趋向无穷大时,弦理论过渡到通常的点粒子理论。

  超弦理论分为三种类型:Ⅰ 型,由开弦和非定向闭弦构成,其低能极限等价于N=1的10维超引力和超杨-密耳斯理论,规范群为SO(N)和USP(N);Ⅱ型,仅由定向闭弦构成,不能描述规范相互作用,低能极限等价于N=2的10维超引力理论;Ⅲ型是1985年由D.J.格罗斯等人提出的杂交弦,由26维空间玻色弦和10维空间费密弦“杂交”而成,虽然它仅包含定向闭弦,但由于在环面上紧致化及孤立子的存在,可以描述规范相互作用,规范群为E8×E8或Spin(32)/Z2,其中Spin(32)为SO(32)的覆盖群,其低能极限与Ⅰ型超弦相同。

  格林和许瓦兹于1984年证明:精确到一圈图,如果规范群为SO(32),Ⅰ 型超弦理论无反常且有限(此结论对杂交弦亦正确)。因而超弦理论有可能成为一种把引力相互作用弱相互作用电磁相互作用强相互作用统一起来的理论形式,因此它已成为1984~1985年粒子物理学理论最活跃的研究方向。

  参考书目

  J.H.Schwarz,Superstrings,World Scientific Publ.Co.,Singapore,1985.

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