弦理论的一百个公开问题

学术   2024-10-20 00:02   安徽  



弦理论的一百个公开问题1/2

51

人工智能会解答本文档中的所有问题,并使理论物理学家的职业变得过时吗?

52

Jakob Moritz

我们能否利用弦理论中对德西特宇宙学的微观构造(如KKLT)来找到一种微观态的概念,从而解释德西特熵?或者,给定弦理论中的任何反德西特真空,我们能否提供一个通用的方法来找到产生IR中对偶CFT的微观自由度? 


提示:我们是否应该在合适的世界末端膜上枚举自由度?
53

Nikita Nekrasov

非幺正二维共形场论和它们附近的重整化群流是否代表非微扰弦理论定义的Lefschetz鞍点?


提示:复参数b的Liouville理论,复参数k的WZW(Wess-Zumino-Witten)模型,在某种程度上,可以通过幺正d=4,N=2理论来定义。
54

在非静态背景下,弦理论的世界面表述是什么? 


提示:

在黎曼曲面复结构模空间的复数化中,是否有一个中间维度的环面代表世界面几何,该几何在手柄部分主要是洛伦兹的,在顶点附近主要是欧几里的,并在两者之间平滑过渡。

55

Paul-Konstantin Oehlmann 

在具有大量超对称性和时空维度的理论中,弦的普遍性似乎已经几乎确立,但在没有超对称性的情况下,我们从自下而上能说些什么吗? 


提示:非超对称弦理论为紫外完备的非超对称理论提供了一种自上而下的方向,但是否有自下而上的原则来解释为什么这些可能是唯一的?
56

Hirosi Ooguri 

我们能否定义任意一对不一定通过边缘扰动相关的共形场论之间的距离?更一般地说,所有量子场论的空间结构是什么样的? 


提示:我们是否能利用这对理论之间的畴壁?

参考文献:

  • Michael R. Douglas, http://arxiv.org/abs/1005.2779.

  • Constantin P. Bachas, Ilka Brunner, Michael R. Douglas, Leonardo Rastelli, http://arxiv.org/abs/1311.2202.

57

黑洞微观态的计数是否给出了拓扑弦论分区函数的非微扰定义?


提示:我们能否在亏格展开的大阶行为中找到所有相关的跨级数列?
58

我们能否解决KKLT构造是否能在弦理论中实现的问题?


提示:发展一种方法来计算在Ramond-Ramond背景中的α′修正。
59

Sridip Pal 

混沌和/或全息共形场论的空间是什么样的?


提示:像模不变性/交叉自举、类Tauber定理和谐波分析等工具可以帮助我们列出共形场论成为混沌和/或全息的必要和充分条件。我们希望在常规的粗粒度近似之外,以微观和介观的层面探测共形场论的谱,注入离散性信息。


60

Veronica Pasquarella

范畴论和表示论如何扩展才能完全理解标准模型在弦理论中的嵌入? 


提示:这是我目前正在进行的工作。
61

要完全理解量子场论,哪一个更为基础:振幅还是算符?哪一个将对理解量子场论如何从弦理论中产生带来最重要的进展?


提示:据我所知,有多种尝试在不同的框架中理解它们所起的作用。我的看法是,它们是更完整视角的互补部分。
62
Julio Parra Martinez
给定一个具有大谱间隙和全局对称性的低能有效场论,该对称性似乎禁止某个散射过程:是否存在“量子引力中没有全局对称性”所暗示的对应截面的下限?例如,量子引力是否暗示质子衰变的截面存在一个最小值?


提示:传统观点认为,该对称性必须在高能范围内被打破或规范化。如果是被打破的情况,截面的最小值是否简单地与对称性破缺的规模相关?如果是规范化的,则它是否与带有磁荷的物体的尺度相关?对于质子衰变,常用的下限是由SMEFT中最低维数的重子数违反算符提供的,该算符的系数受到普朗克尺度的压制。这个直观的预期是否实际上正确?
63

Sabrina Pasterski

我们如何更好地利用年度弦理论会议来促进高能理论物理各个子领域之间的合作?

64

João Penedones

我们能否识别出一些量子力学系统的基本属性,从而导致一个涌现的引力描述?


提示:研究一个具有有限自由度的例子。Lin-Maldacena几何如何在Berenstein-Maldacena-Nastase矩阵量子力学的简并基态的波函数中被编码?
65

Cheng Peng

我们能否找到一组公理来排除不一致的系综平均理论?

66

Eric Perlmutter

我们能否定量描述单位、通用共形场论空间中的大尺度结构?


提示:将混沌和高维算子的离散性注入到引导方法中(例如,对于大中心电荷的二维共形场论)。
67

Andrea Puhm

在渐近平坦空间中,黑洞的全息对偶是什么?在讨论酉演化时,红外效应是否重要?


提示:我们可以借用或适应自AdS的哪些工具到平坦空间?
68

Grant Remmen

我们能否证明弦理论是引力唯一一致的微扰完备?


提示:我们能否将问题表述为弱耦合下的S矩阵,并识别出一组唯一自举弦理论振幅的约束条件,包括交叉、双重共振、nn点分解,以及可能的其他标准?
69
Moshe Rozali
我们能否详细理解光滑黑洞视界的涌现作为单个酉量子系统(例如N=4超杨-米尔斯理论)在纯高激发微态中的有效描述?


提示:黑洞存在下的连续谱暗示了一些有效的粗粒化。热化的某些方面表明,这种粗粒化与闭合酉系统中量子统计力学的涌现密切相关(例如在ETH中编码)。在简单的例子中,这种粗粒化可以从第一性原理推导出来。
70

Ivo Sachs

在非平凡背景下表述 RNS 弦场论。


提示:探索具有混合 RR 和 NS 通量的有限完全边际背景。
71
Ricardo Schiappa
我们能否利用复兴理论来计算转级数——包括所有非微扰转单项式贡献——在一般弦理论背景下的(大类)可观测量/关联函数?


提示:这很可能在矩阵模型、最小弦理论和拓扑弦理论中可以实现。这些结果会为一般弦理论背景提供线索,还是需要其他什么东西?
72
Ashoke Sen
非微扰弦理论能否定义为其鞍点贡献的总和?


提示:对于耦合常数的一般复值,围绕鞍点的微扰展开的Borel重求和预计会产生与该鞍点相关的Lefschetz thimble的路径积分结果。因此,如果我们知道如何围绕所有鞍点生成微扰展开,以及如何将所需的积分轮廓表示为不同Lefschetz thimble的总和,那么原则上我们就得到了理论的非微扰定义。在弦理论中,我们有系统的程序用于围绕微扰鞍点和欧几里得D-brane鞍点生成微扰展开。我们能否在其他鞍点(例如NS 5-brane鞍点、虫洞等)周围发展这样的展开,并同时探索所需的积分轮廓如何可以表示为不同鞍点的Lefschetz thimble的并集?
73
Atul Sharma
天体对称性(celestial symmetries,也叫做天穹对称性)有什么用?


提示:找到利用天体全息学中的w-无穷对称性来自举引力子环路振幅的方法,类似于Costello在某些类似QCD的理论中使用天体全息和扭转技术计算的双环全加胶子振幅。
74

Gary Shiu

Gibbons-Hawking 熵对于(准de Sitter 空间是否真正计数微态?


提示:或许对宇宙波函数的理解进展可以为这个问题提供线索。
75
Aninda Sinha
量子信息的思想能否帮助我们缩小S矩阵自举中的理论空间,从而弦理论是否特殊?


提示:由于生成纠缠是资源密集型的,是否在散射中存在一种纠缠最小化原则,即耦合以适当的方式选择?
76
Kostas Skenderis
全息理论是否能帮助我们理解或为标准模型的一些谜团(为什么是这种特定的场内容、 neutrino 质量等)提供新视角,或者更一般地回答“暗物质和暗能量是什么”这样的问题?


提示:全息理论将体中的规范对称性映射到边界理论的全局对称性,因此如果存在一个与我们四维宇宙对偶的三维 QFT,它的全局对称性应该是标准模型的规范群。我们能否利用自举思想对这些理论进行分类(或找到这样的例子),使其具有与标准模型场内容相匹配的低能谱算子?这样的 QFT 将为与标准模型耦合的量子引力提供非微扰定义,并可能为长期以来的问题提供新见解。
77
Julian Sonner
量子引力能否在现实世界的实验中作为一种涌现的多体相来实现和探索?如果可以,从中可以学到什么?


提示:各种量子平台(数字、模拟、固态等)可能被设计为承载与(低维)AdS引力对偶的强耦合多体系统。这些量子模拟能否超越最先进的经典方法,例如欧几里得格点模拟?实时模拟呢?更高维的前景如何?非AdS引力呢?
78

Douglas Stanford

在 de Sitter 量子引力中,相关函数在大时间/空间分离下是否衰减至零?


提示:也许存在不衰减的虫洞贡献?
79

Andrew Strominger

一个从上到下构建的2D天体对偶的例子是什么,适用于四维弦紧致化?


提示:Stieberger 和 Taylor 以及 Castiblanco、Giribet、Marin 和 Rojas 的工作表明,这与2D弦世界表面CFT之间存在关系。两者都计算了4D S矩阵。
80

具有Gμν = Λgμν 的共形自对偶引力在AdS4上是否具有一致的量子定义?如果有,它的全息对偶是什么?


提示:参见 Ward, Richard S. “带宇宙学常数的自对偶时空。” Comm. Math. Phys. 78 (1980)。
81

Andrew Strominger

测量电磁记忆效应的简洁方法是什么?


提示:该效应大致与偶极矩一阶时间导数的变化成正比,而这种变化在束流终端处较大。实验挑战包括最小化场瞬变,类似于电的阿哈罗诺夫-玻姆效应,如 van Oudenaarden 等人在 Nature 391 (1998) 或 R. Weder 在 J. Math. Phys. 52 (2011) 中讨论的那样。
82

Haoyu Sun

是否有可能系统地将可积性的能力扩展到超越平面极限?


提示: arXiv:1012.3997 中给出了一个相当全面的综述,与普遍的观点一致,即可积性在超越平面极限时不太有用。最新的结果(见 arXiv:1711.05326)表明,应该考虑具有一般拓扑的世界面,并使用扭曲算子处理柄(handle),以始终保持局域性。是否有一种非微扰的方法来实现这一点?这个观点引出了进一步的问题:是否可以利用可积性来计算扩展算子的关联函数或异常维数,比如在平面极限中简化处理?
83
Yuji Tachikawa
现代弦理论的奠基者们至今对该领域产生了巨大影响,但他们将逐渐退休或进入生命的下一个阶段。弦理论界作为一个整体能否在这一过渡中存续?我们将在未来十年内看到我们应对这一挑战的能力如何。


提示:用奠基者们撰写的最优秀论文来训练大型语言模型(LLM),这样它可以继续引领社区的发展方向。
84

Tadashi Takayanagi

我们能否将 AdS/CFT 对应视为量子计算机的一种形式?


提示:尝试用量子电路或其推广的语言来理解 AdS/CFT 如何计算各种量(例如能谱、关联函数、纠缠熵和复杂度)。
85

Washington Taylor

最近在全息理论和黑洞信息问题上的进展,能否为构建非微扰、背景无关的量子引力理论和/或弦理论景观的结构提供有用的见解?

86

Ethan Torres

我们如何对超对称弦理论中的所有可能的膜进行分类?


提示:过去几年中,一些由沼泽地边界猜想(Swampland Cobordism Conjecture)驱动的研究为在II型和异质弦理论中存在新的非BPS膜提供了证据。
额外问题:其中一个膜(E8 × E异质弦理论中的非BPS 4-膜)具有整数电荷格。将其取大N极限是否会导向合理的非超对称 AdS6/CFT5 对应?
87
Piotr Tourkine
我们能否在四维中构建数值上自洽的二到二S矩阵,满足交叉、酉性、解析性,并表现出 Froissart 增长?


提示:更好地理解 Regge 理论,并找到在S矩阵自举中实现它的方法,将有助于提高对S矩阵各种极限(高能、大自旋等)的控制。反过来,数值 S 矩阵程序应能为我们提供可能的非微扰 Regge 行为的宝贵信息。
88
Gustavo J. Turiaci
我们能否从弦理论推导出计算引力路径积分的规则?黑洞表现为普通量子系统的预期对这些规则有多大限制?
89
Mithat Unsal
在所有可半经典计算并与 𝑆𝑈(𝑁) 杨-米尔斯理论在 𝑅⁴ 上绝热相连的情形中,4维的瞬子总是分裂为N个分数瞬子。在所有情况下,这些分数构型都负责禁闭、分数θ依赖性和质量间隙。然而,这些效应在4维杨-米尔斯理论中都不归因于瞬子!是否有可能我们当前对4维瞬子的理解相当原始?如果是这样,我们是否应该尝试寻找新的瞬子表述,以揭示其真正的本质?
90
Irene Valenzuela
我们能否为沼泽地距离猜想(即在模空间无限远的边界上,有状态族变得指数级轻的存在)找到一个自下而上的理论依据?


提示:如果不存在该状态族,能否通过黑洞物理或S矩阵自举发现某种不一致性?
91
Thomas Van Riet
我们是否认为在紫外区域没有超对称且真空完全稳定的全息理论(如dS全息理论、非超对称AdS全息理论和天体全息理论)是可实现的?


提示:是否应该通过研究非酉场论作为描述稳定超对称真空中亚稳真空的替代方法?
92
Mark Van Raamsdonk
对于与全息共形场论相关的Λ < 0的引力有效场论的宇宙学解,我们能否将宇宙学物理与相关的共形场论物理联系起来?我们能否在某个例子中给出大爆炸后密度扰动的微观计算?


提示:在宇宙时空的欧几里得延拓中,通常存在渐近AdS区域。
93
Shreya Vardhan
边界理论中单个高能本征态的体积对偶是什么?


提示:如果我们能够证明这样的态具有指数级高的电路复杂性,这会告诉我们关于视界后区域的什么信息?
94

Vatsal

什么是完全非微扰、明显重规范不变、背景无关的弦理论表述?


提示:(动量空间)弦场论?
95

Spenta Wadia

在AdSd(d>2)的边界上,黑洞奇点在对偶场论中的特征是什么?

96

Xi Yin

弦场论能否在完全非微扰和量子层面上进行表述?

97

Masahito Yamazaki

我们能否通过某种形式的强化学习重新发现或扩展当前的弦理论表述?


提示:将弦理论表述为一个具有明确定义“奖励”的“游戏”,并让机器负责“试错”部分。
98

Alexander Zhiboedov

全息共形场论(CFT)的空间是什么?


提示:当前的自举界限几乎允许任何低能量的量子场论。这与在弦理论中显式构造所带来的大量额外结构形成鲜明对比。为了缩小这一理论差距,我们也许需要学习如何施加黑洞的量子一致性条件。
99

Yoav Zigdon

我们能否从弦理论构造一个对应于我们宇宙的基态波函数?


提示:这样的波函数可能描述了早期宇宙的一个相,其中扩展物体环绕欧几里得时间。
100

我们能否使用量子力学描述宇宙学时空?在一个完整的量子引力理论中,我们应该如何看待宇宙学时空。

来源:也疏寒

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