文档介绍：超引力_ 超引力( Superstring theory ), 结合广义相对论和超对称性的一种点粒子理论。超引力包括了爱因斯坦的广义相对论, 但作了扩充。爱因斯坦的理论在极限条件下仍然成立,因而理论同观测的精确符合并未受到破坏。目录简介特点理论描述空想性附属品弱点编辑本段简介在 1970 年代,尽管统一电磁,弱和强作用的方案取得了令人鼓舞的进展, 引力却仍然孤傲不群。然而, 这期间引力学家们也决非无所事事。在 70 年代中期,他们对超对称的概念作了重要的推广。我们知道, 超对称基本上是一类抽象的几何对称。而爱因斯坦的广义相对论当然是引力的一种几何理论。所以, 有几位研究人员各自独立地发现, 超对称几何也可以作为引力几何理论的基础, 相应的理论就称为超引力。编辑本段特点超引力带来的主要特点是, 引力子已不再是传递引力的唯一媒介粒子。请回忆一下, 超对称是在费米子与玻色子之间提供了某种联系。如果对自旋为 2 的引力子实施一个超对称操作( 即包含从普通空间到额外的费米自由度作转动的数学运算, 那么理论就描写一个自旋 3/2 的粒子。自然界中尚未发现自旋 3/2 的基本粒子, 所以这是一种新粒子。这类新粒子称为引力量子, 对于不同的模型, 它们的种类数目是不同的, 可以从 1到8 不等。引力量子如果存在, 将同引力子一样具有极弱的耦合,因而很难在实验中测到。编辑本段理论描述进一步的超对称操作可以产生更多的粒子, 它们的自旋为 1,2 分之一和 0 在一个人们比较赞同的超引力理论中, 引力量子的超对偶粒子总数达 172 个,由于这一理论中有 8 种引力量子,人们称之为 N=8的超引力理论。人们尝试把其中的一些超对偶粒子同高能物理中已经知道的粒子去一一对号入座, 以便提供一种可能的超统一方案。在这种包罗万象的理论中, 其他几种力的媒介粒子-- 光子, 胶子,W和Z粒子-- 和引力子一起都将属于同一个巨大的超“族”, 即通过超对称联系在一起的一个粒子多重态。于是,有可能把所有的力统一起来,原来的每一种力只代表某个单一的具有超对称的超力的一个侧面。但这还不是理论的全部内容。因为,超“族”中还包括有费米子, 它们或许同组成物质的基本粒子-- 夸克和轻子有关。这样, 有可能对物质以及相互作用进行统一的理论描述. 编辑本段空想性尽管这一宏大的理论结构有着如此诱人的魅力, 但从已知粒子中寻找引力子的超对偶还仅仅是一种理想而已。不过许多理论家已经兴奋地宣称超引力可能就是人们长期以来梦寐以求的那个包罗万象的理论。剑桥大学的史蒂芬· 霍金( Stephen Hawking )在他就职 Lucasia n 数学讲座教授的演说中提到,假使N=8 的超引力大有希望, 那么“理论物理的终结为期不远了。”人们为进一步优化理论以及探索它的细节作了巨大努力。为类比起见, 发展了其他一些较引力而言容易分析的场论的超对称形式。其中重要的进展是, 发现当理论在大于四维的时空中构造时, 超引力的几何结构可以大大简化。对于 N= 8 的超引力,最为有利的维数是 11。 80 年代初, 当一部分理论家们忙于在 11 维时空中重新表述超引力理论时, 与之并行地, 另外一部分人则开始在克莱因-卡鲁扎理论框架下研究额外自由度的问题。他们的目的是要把原来只涉及引力与电磁作用的理论进行扩充, 以便同样能够描述弱作用