物理审查D50^第周年纪念里程碑

关于Sachdev-Ye-Kitaev模型的注记

在规范/重力二元性的背景下，寻找能够捕捉重力某些特征但仍足够简单的相互作用系统一直是人们感兴趣的。Sachdev、Ye和Kitaev（SYK）提出了这种类型的系统，包括N个马略纳费米子与随机相互作用。这一理论在总体上的一个有趣特征N个极限是，在低能量下，它会形成近似共形对称，这类似于某些极端黑洞会形成近似AdS₂区域。这个场景可以被理解为一个几乎是AdS的场景₂/CFT公司₁二元性。

本文将SYK模型推广到任意数量的相互作用费米子，并详细计算了基本费米子的二点相关函数和四点相关函数，从而求出物理激发谱。它们明确显示了涌现共形对称是如何发展的，以及为什么系统表现出混沌行为。自几年前提出以来，SYK模型及其扩展一直是分析低维引力理论各种全息方面的重要工具。

GW150914：使用高级LIGO搜索二元黑洞合并的第一个结果

引力波作为广义相对论的一个标志性预测，可以追溯到阿尔伯特·爱因斯坦在该理论最初形成后一年的工作。大约100年后，LIGO和处女座合作组织于2015年直接观测到引力波。这项被命名为GW150914的发现，是在几十年的制造过程中发现的，因为这两个位于美国数百英里之外的探测仪器，经过磨练，其精度仍然无法满足人们的一般敏感性。目前的两篇论文解释了将精细调谐探测器发出的原始信号解释为由一定质量的双星黑洞合并产生的必要而艰苦的工作。这些论文首次确立了引力波的存在和天体物理黑洞双星合并的发生。

用最小假设观测引力波瞬态GW150914

引力波作为广义相对论的标志性预测，可以追溯到阿尔伯特·爱因斯坦在该理论最初提出后的一年所做的工作。大约100年后，LIGO和处女座合作组织于2015年直接观测到引力波。这项被命名为GW150914的发现，是在几十年的制造过程中发现的，因为这两个位于美国数百英里之外的探测仪器，经过磨练，其精度仍然无法满足人们的一般敏感性。目前的两篇论文解释了将精细调谐探测器发出的原始信号解释为由一定质量的双星黑洞合并产生的必要而艰苦的工作。这些论文首次确立了引力波的存在和天体物理黑洞双星合并的发生。

四轻子末态希格斯玻色子性质的测量

2012年希格斯玻色子的发现被宣布为对标准模型最后一块的确认。由彼得·希格斯和其他人在20世纪60年代早期提出，对这一假设领域的探索涉及到巨大的实验和理论努力，最终在大型强子对撞机上发现了质量约为125 GeV的新粒子。然而，观察到的粒子是否与标准模型中的预测完全一致，这仍然是一个悬而未决的问题。ATLAS和CMS的合作产生了大量研究新共振的论文，目前正在进行更详细的测试。

在这里，我们选择了2014年合作发表的两篇关键论文作为周年纪念选择。通过研究希格斯玻色子到两个Z玻色子和随后的四个轻子的衰变，实验不仅进行了精确的质量测量，而且还高置信度地排除了粒子是伪标量或更高自旋玻色元的可能性，从而从理论上证实了其自旋-0标量性质。

希格斯玻色子质量的测量$\mathrm{<trans\; data-src="H">H（H）</trans>}<trans\; data-src="\to ">\to </trans>\mathrm{<trans\; data-src="\gamma ">\gamma </trans>}\mathrm{<trans\; data-src="\gamma ">\gamma </trans>}$和$\mathrm{<trans\; data-src="H">H（H）</trans>}<trans\; data-src="\to ">\to </trans>\mathrm{<trans\; data-src="Z">Z轴</trans>}{\mathrm{<trans\; data-src="Z">Z轴</trans>}}^{<trans\; data-src="*">*</trans>}<trans\; data-src="\to ">\to </trans>\mathrm{<trans\; data-src="4">4</trans>}<trans\; data-src="\ell ">\ell </trans>$中的通道$\mathrm{<trans\; data-src="p">第页</trans>}\mathrm{<trans\; data-src="p">第页</trans>}$在质量中心能量为7和8 TeV时与ATLAS探测器的碰撞

2012年希格斯玻色子的发现被宣布为对标准模型最后一块的确认。由彼得·希格斯和其他人在20世纪60年代早期提出，对这一假设领域的探索涉及到巨大的实验和理论努力，最终在大型强子对撞机上发现了质量约为125 GeV的新粒子。然而，观察到的粒子是否与标准模型中预测的完全一样，仍然是一个悬而未决的问题。ATLAS和CMS的合作产生了大量研究新共振的论文，目前正在进行更详细的测试。

在这里，我们选择了2014年合作发表的两篇关键论文作为周年纪念选择。通过研究希格斯玻色子到两个Z玻色子和随后的四个轻子的衰变，实验不仅进行了精确的质量测量，而且还高置信度地排除了粒子是伪标量或更高自旋玻色元的可能性，从而从理论上证实了其自旋-0标量性质。

场论和引力中的对称性和弦

在这篇论文中，班克斯和塞贝格提出了几个关于一致量子引力理论（对称性）性质的更好和更少的已知猜想：（i）量子引力模型没有整体对称性，（ii）所有连续规范群都是紧的，以及（iii）所有允许的电荷和磁电荷都是光谱的一部分（“完整性假设”）。作者为这些猜想的有效性提供了有力的论据，这些猜想大多基于非常一般的黑洞物理，并展示了它们是如何相互关联的。这不仅为猜想奠定了坚实的基础，而且使他们能够在量子场论和超引力特性中发现新的观测结果。

由于这一基本分析，这些猜想已成为量子场论研究和分类的标志性特性，并具有一致的量子引力完备性，例如非常活跃的沼泽地计划。

BNL E821μ介子异常磁矩测量的最终报告

μ介子（g-2）合作报告了在布鲁克海文国家实验室对μ介子异常磁矩进行精确测量的最终结果。在包括五次运行在内的多年努力中，协作达到了0.54 ppm的精度，使得μ介子反常磁矩成为物理学中最精确的观测值之一。它也是理论上计算得最准确的量之一，具有所有三种基本相互作用：电磁作用、弱作用和强作用；理论误差与实验值相当。有趣的是，理论和实验之间大约有2.5西格玛的差异，这暗示着标准模型之外的未知物理可能会起作用。为了解决或加强差异，费米国家实验室正在进行一项新的测量，目的是将误差降低四倍。这反过来又刺激了一项减少理论误差的倡议，该理论误差主要由强子控制，即强相互作用和不确定性，其数量相当。

来自SDSS和WMAP的宇宙学参数

我们对宇宙学的理论理解，如标准的Lambda-CDM模型所体现的那样，与精确的宇宙学数据一致吗？在Tegmark等人的论文中，宇宙学的标准模型面临着精确的数据。特别是，标准模型的参数是从WMAP的CMB数据和SDSS的功率谱数据中提取的。作者表明，宇宙学的标准模型确实与数据兼容。此外，他们还表明，数据也证实了通胀模型的一般预期。对大质量中微子对暗物质的贡献进行了限制，并提出了对暗物质和暗能量的一系列约束。

弦理论中的德西特真空

自从诺贝尔奖获得者发现宇宙加速膨胀以来，人们一直对在弦理论中找到符合宇宙学数据的具有小（正）宇宙学常数的德西特真空感兴趣。然而，众所周知，在弦论中用四维dS分量构造紧化是非常困难的，以至于一个no-go定理声明不存在这样的解。

基于先前关于带有附加源（通量）的扭曲紧化的工作，这些源成功地绕过了no-go定理，Kachru、Kallosh、Linde和Trivedi（KKLT）描述了一个紧化的构造及其模，如紧空间的体积，动态稳定。这提供了第一个稳定的4D反德西特（AdS）解（具有负宇宙学常数），其四维AdS尺度远大于压缩尺度，因此4D有效场理论是一致的。在第二步中，他们展示了如何将宇宙常数提升到正值，从而实现弦论中的四维dS解，并控制超对称性的破坏。由此得到的dS空间是亚稳态的，但作者表明，该解存在的时间足以与我们宇宙的寿命相一致。

这种构造引发了持续至今的巨大活动，导致了诸如弦景观和将通货膨胀纳入弦理论的可能性等概念。这是在所谓的沼泽地计划背景下重新审视的主题，沼泽地计划是弦理论当前最激动人心的辩论之一，而KKLT的结果在其首次发表近20年后仍然是其中的核心。

弦压缩中通量的层次

尽管弦理论付出了很多努力，并具有明显的潜力，但它与现实现象学的联系仍然是一个挑战。一个理论难题是所谓的层次问题，即在统一的基本理论中，各种质量尺度（如弱相互作用和普朗克尺度）之间的差异有多大。一种很有前途的自然获得大比例尺度的机制使用了扭曲时空——扭曲的高维时空在四个维度中产生不同的能量尺度。虽然这一机制及其含义已经作为一个有效的模型进行了研究，但弦理论之前还没有提出潜在的微观起源。在这篇非常有影响力的论文中，吉丁、卡赫鲁和波钦斯基首次证明了超弦理论中的翘曲因子可以产生层次结构。他们展示了这是如何在IIB型弦理论的定向紧化和Calabi-Yau四倍的F-理论紧化中发生的。在每种情况下，尺度的层次都是通过选择紧致流形中的某些通量来确定的，这是弦论中通量紧致化的广泛研究的基础。本文为从弦理论获得标准模型的努力迈出了重要一步。

共线胶子和软胶子的有效场理论：重到轻衰变

由于计算中存在多个能量尺度，涉及夸克的高能物理变得复杂。低能“软”自由度和共线自由度都会导致依赖不同能量标度比的大对数，而可靠的微扰计算要求通过重正化群运行恢复这些对数项。在2000年代早期，合作者Bauer、Fleming、Pirjol和Stewart在重夸克质量下开发了一种有效的场论方法，该方法以一致的方式实现了这些步骤，使用小横向动量在重夸克质量上的幂次扩张，可以解释多重尺度。

他们最初的工作是研究重B介子到轻介子的衰变。该方法现在被称为SCET（软共线有效理论），自那时以来已被应用于重子衰变、重夸克产生、喷流物理、希格斯玻色子产生和其他过程。这项技术仍然是正在进行的调查的主题，也是当今许多分析中使用的工具。

广义相对论性三体动力学的有效单体方法

双星致密天体物理物体（如黑洞）的聚集是引力波的主要来源，最近通过敏感实验可以探测到引力波。在广义相对论中，二元问题的基本形式是两体问题，它一直抵制精确解。在目前的两篇论文中，Alessandra Buonanno和Thibault Damour将两体问题映射为粒子以有效度量运动的单体问题。映射允许将动力学分离为不同的阶段——保守运动和辐射反应。在后一阶段，作者表明存在一个从绝热准圆形吸气到突然“骤降”的过渡，最终以合并结束。有效单体问题的形式主义虽然是非摄动的，但也适用于近似方案，如后牛顿展开式。

这些论文发起了一个项目，该项目一直持续到今天，并且仍然是少数几个分析方法之一，以解决越来越相关的天体物理双星合并引力辐射的实验检测问题。这些结果已经有助于LIGO通过其引力波特征对二元聚并进行实验鉴定。

二元黑洞合并中从吸气到骤降的转变

黑洞等双星致密天体物理物体的凝聚体是引力波的主要来源，最近通过敏感实验可以探测到引力波。在广义相对论中，二元问题的基本形式是两体问题，它一直抵制精确解。在目前的两篇论文中，Alessandra Buonanno和Thibault Damour将两体问题映射为粒子以有效度量运动的单体问题。映射允许将动力学分离为不同的阶段——保守运动和辐射反应。在后一阶段，作者表明存在从绝热准圆形吸气到突然“跳水”的转变，最终以聚结告终。有效单体问题的形式主义虽然是非摄动的，但也适用于近似方案，如后牛顿展开式。

这些论文发起了一个项目，该项目一直持续到今天，并且仍然是少数几个分析方法之一，以解决越来越相关的天体物理双星合并引力辐射的实验检测问题。这些结果已经有助于LIGO通过其引力波特征对二元聚并进行实验鉴定。

对充气后再热理论的探讨

在当代模型中，膨胀场（和其他标量场）在膨胀结束时的衰减是当前宇宙中所有物质和辐射的来源。这一过程在历史上被称为“再热”，是我们观察到的宇宙解释的基石。然而，尽管有三十年的研究，再热理论仍远未完成。充气场必须完全衰变，以避免最终形成一个寒冷而空旷的宇宙。

在这篇开创性的论文中，作者提供了一个广泛而详细的再热基本理论，其中包括几个不同的阶段，即预热。该理论特别包括由振荡充气场引起的参数共振的非微扰效应，以及粒子产生的指数增长和玻色凝聚。他们还考虑了膨胀的宇宙和反作用。玻色凝聚发生在窄参数共振期间，尽管最有效的粒子产生发生在宽参数共振期间。即使在最简单的模型中，也很难对这些影响进行分析研究，但通过本文，作者为迄今为止的每种再热模型提供了基础。这包括GUT模型重子发生的可能性以及在此阶段拓扑缺陷的产生。

$\mathrm{<trans\; data-src="M">M（M）</trans>}$作为矩阵模型的理论：一个猜想

尽管超弦理论作为一个包括量子引力在内的统一理论已经得到了深入的研究，但其可靠和可管理的公式在很大程度上仍然只是微扰的。然而，为了能够描述现实世界，即观察到的基本粒子的光谱，以及一个较小的宇宙常数和一个看似合理的宇宙膨胀机制，弦论的非微扰公式是必要的。Banks、Fischler、Shenker和Susskind的一篇重要论文提出了无限维超对称矩阵量子力学模型与无限动量极限下未压缩的11维M理论之间的精确等价，这反过来又等价于强耦合型IIA弦理论。这个猜想是首次尝试获得包含引力的量子理论的非微扰公式。该提案提供了一个规范理论/重力二元性的例子，其中规范理论是一个没有空间维度的普通量子力学模型。通过对偶矩阵模型的研究，该猜想可以为量子引力理论的自由度和涌现几何提供线索。这篇论文在开创这一研究方向方面产生了很大的影响，并一直延续至今。

计算超大核的夸克和胶子分布函数

在这篇论文和一篇配套论文中，物理学。D 49版，3352（1994），Larry McLerran和Raju Venugopalan提出了一个高能大原子核散射的经典模型。他们认为价夸克的色电荷可以被视为沿光锥传播的静态源。产生了高密度的软胶子，可以描述为经典规范场。这提供了比通常的QCD尺度大得多的能量尺度，因此是一个小的QCD耦合。将色电荷的涨落视为高斯随机变量，给出了耦合中最低阶的夸克和胶子分布函数。McLerran-Venugopalan模型是被称为彩色玻璃凝聚体（CGC）的有效理论的起点，该理论描述了高能重离子碰撞的初始状态。

黑洞熵是Noether电荷

对黑洞熵的初步探索将其理解为一个依赖于爱因斯坦广义相对论定义方程的特殊性的概念。在本文中，Robert Wald证明了熵的概念可以在任何与时空维数无关的微分同态-变引力理论中定义，只要它们支持视界满足一些温和条件的稳态黑洞解。Wald定义的熵是从视界Killing场导出的Noether电荷，当仅限于爱因斯坦引力时，它与通常的熵概念一致。当初始静止黑洞受到扰动并演化为不同的静止黑洞终态时，熵的变化由Noether通量给出。因此，黑洞热力学第二定律的类比是关于通量正的陈述。

斜向弱电改正的估计

现代物理学的一个关键要素是弱电规范群SU（2）X U（1）向电磁群U（1_{相对长度单位}在标准模型中，这是由单个希格斯双粒子完成的，但也可能出现其他情况，包括额外的希格斯玻色子或强动力学。1991年，Michael Peskin和Tatsu Takeuchi发表了对所谓的斜参数的详细分析S公司,T型、和U型它测量由于新的弱电物理引起的量子修正而可能与标准模型产生的偏差。这部作品以肯尼迪和林恩发展的形式主义为基础，收集并扩展了佩斯金、竹内和其他作者的早期简要结果。如今，它们的参数仍被广泛用于约束各种模型，特别是考虑到在LHC中发现的希格斯粒子。

温伯格-萨拉姆理论中的鞍点解

在PRD 30、2212上发表的一篇论文中，Klinkhamer和Manton发现Weinberg-Salam方程的不稳定近似解他们称之为闪锌矿的模型。该解决方案在空间中本地化Weinberg-Salam模型的真空结构是复杂的，由多个分离的退化真空组成能源壁垒。闪锌矿是位于顶部的鞍点这些障碍中的一个。相邻真空之间的转换需要改变重子数B类和轻子数L（左），单位为ΔB类= ΔL（左）=n个_（f），口味的数量。因此，过渡由闪锌矿保护驱动B类-L（左）而两者都不是B类也不是L（左）分别保存。这种机制提供了一种可能的解释宇宙中观测到的重子和轻子数不对称。

宇宙的波函数

理解宇宙的演化仍然是一个悬而未决的问题。不管通货膨胀模型如何，量子效应在早期宇宙中可能非常重要。在缺乏一致的引力量子理论的情况下，分析通货膨胀初始条件的一种潜在方法是通过宇宙的波函数，这是哈特尔和霍金在《PRD》出版的《宇宙波函数》中首次提出的。这篇有影响力的论文的作者提出，空间封闭宇宙的量子态可以用波函数来描述，该波函数是由以给定的紧凑三维几何体为边界的所有紧凑四维几何体上的路径积分给出的，并解释了这一点波函数作为三维几何体从单个点产生的振幅。换句话说，这是宇宙从无到有的振幅。虽然尚未完成，但该方法是首次尝试将量子力学应用于宇宙，并且从那以后，人们一直在研究它。

辐射修正是自发对称破缺的起源

在本文之前，自发对称破缺被认为是源于经典理论的性质，即经典基态简并集的存在性通过某个动作相互连接的电位理论对称群的（破）子群。在本文中，西德尼·科尔曼和埃里克·温伯格构建了一个理论对称性破坏源于纯粹的量子效应。在他们的理论中自交联带电标量场具有独特的经典基态电磁规范变换下的不变量。然而，他们发现量子效应会产生一个破坏规范的电势自发对称并产生大量光子和标量粒子与经典希格斯势相似，但现在由于纯量子效应。此外，与希格斯势不同在它们的经典理论和质量中没有维数参数仅由量子效应引起。

膨胀宇宙：地平线和平面问题的可能解决方案

在与H.Tye合作研究“磁性”的可能解决方案时单极子问题”（为什么我们没有看到？）标量场被困在有限能量密度的假真空中和负压，A.Guth意识到这将导致他称之为通货膨胀的宇宙指数膨胀。

他还意识到这将解决两个最大的难题热大爆炸宇宙学：1。地平线问题（为什么宇宙是因此，尽管许多区域是因果断开的，但都是一致的）。这个平面度问题（为什么宇宙在小偏差时几乎是平面的会随着时间显著增长）。这只能通过以下方式实现非常精细且不稳定的特殊初始条件。然而，在这篇开创性的论文中，A.Guth展示了通货膨胀宇宙从一个微小的因果连接面片和指数拉伸空间平坦，掀起了一场轰轰烈烈的理论和观测研究活动，并为我们更好地理解早期宇宙直到今天。

微扰量子色动力学中的互斥过程

强子散射中的硬排斥过程，即最终状态粒子完全指定的过程，为量子色动力学的结构提供了一个关键窗口。随着QCD的发展，Brodsky和Lepage在本文中为分析此类过程提供了坚实的理论基础。他们的工作证实了早期的幂计算规则，并建立了一个框架，用于执行与广泛主题相关的微扰计算，包括弹性散射、形状因子、粒子衰变和强子结构。在这一过程中，它有助于确认QCD作为强大力量理论的准确性和有效性。

量子化SU（2）规范理论的蒙特卡罗研究

Kenneth G.Wilson关于时空格上非阿贝尔规范理论的公式，物理学。版次D10, 2445 (1974)，提供了这些理论的非扰动正则化。在本文中，Michael Creutz率先使用蒙特卡罗技术来求解SU（2）规范理论数字上。他表明，在弱耦合重整化群之后，弦张力在中间耦合处表现出从强耦合行为到近似标度的交叉。这项工作开创了晶格QCD的数值模拟领域，迄今为止，这是从第一性原理获得QCD非微扰结果的唯一途径。

物质中的中微子振荡

已知的中微子有三种类型：电子、μ子和τ，但随着中微子传播，即使在真空中，这些身份也会发生变化或振荡。在本文中，Lincoln Wolfenstein表明，当中微子通过物质传播时，中微子的味道转换发生了改变，当传播介质密度大或距离大时，这些效应变得显著，并与实验相关。物质效应，首先在这里揭示，对于分析天体物理和太阳中微子以及中微子在地球中传播的现象至关重要。

关于黑洞蒸发的注意事项

就像黑洞通过粒子以机械方式蒸发量子一样生产，表明有效温度成反比其表面的引力加速度William Unruh突破性的论文表明，一个探测器在平坦时空中传统量子场论的真空态，将探测粒子，与惯性探测器相比，惯性探测器预计，在真空状态下不检测粒子。统一加速探测器的反应就像是在一个热浴中有效温度与其恒定适当加速度成正比，类似于黑洞的情况。

这项工作为量子不稳定性的概念提供了相当大的支持黑洞，或更普遍的具有事件视界的系统粒子创造，是对强引力物体的量子方面。

四维伪粒子量子效应的计算

伪粒子，即人们所知的瞬子，是杨-米尔理论中欧几里德场方程的精确解。它们是在Gerard’t Hooft发表这篇开创性论文的前一年发现的。瞬子成为了数学中的重要对象，特别是对于规范理论量子动力学的非微扰方面，如动力学对称性破缺、非平凡真空结构和电荷密度破缺、重子数破缺以及为暗物质提供了一个吸引人的场景的轴子物理。这篇论文为非微扰规范理论和瞬子领域打开了一扇分析窗，带来了许多应用，这些应用仍然是当今热门的研究课题。

黑洞与熵

多年来，黑洞——宇宙中大量存在的大质量物体——在理论上得到了广泛的研究，最近还进行了实验研究。在这篇开创性的论文中，雅各布·D·贝肯斯坦（Jacob D.Beckenstein）开创了一种非常重要的热力学方法来理解黑洞，由此确定了熵与黑洞表面积的比例。这么多年后，这一结果仍然为深入研究黑洞物理提供了一个途径。