弦/Ｍ－理论中膜动力学的相关研究

弦/M-理论的近期发展处于相对缓慢阶段，根本原因在于我们对描述一般固有的非微扰、强耦合物理行为手段的局限性和对如何刻画相应的物理缺乏根本性的认识。类似强耦合QCD的情形，目前完整的、非微扰的弦/M-理论的理论框架并不存在，人们试图从已知的各种途径包括该理论具有一定非微扰特性的各种低能有效理论、宇宙学观测、以及相关的QGP和即将有的LHC 实验结果对该理论的全貌和可能结构给予认识和约束。本申请是基于申请人近期基于弦/M-理论的各种有效理论而开展的一系列对膜-反膜或non-BPS膜这样的非微扰、非稳定系统的动力学研究工作的继续，希望对刻画这种系统动力学的开弦和闭弦快子凝聚及其可能的相变等动力学有更加深刻地理解，由此揭示一些弦/M-理论的非微扰性质，同时注意这里的一些研究结果对宇宙学模型及暗能量模型的构造。

在原有对非稳定、非微扰膜动力学研究的基础上，本项目提议的一些研究如开弦对产生率的计算在项目实行前已完成. 为此，我们继续开展了其动力学另一方面的研究，即对黑膜系统的热力学相、相变及临界现象的研究。其目的是希望从这种途径探讨弦/M-理论的非微扰动力学信息。 引力系统，尤其是黑洞/黑膜系统，的热力学不同于一般非引力系统。由于对应的熵和温度本质是量子的，对这种系统的研究为揭示量子引力行为的特性打开了一个窗口。为此，我们在这方面开展了一系列的研究，发现在正则系综下带电黑膜系统的热力学相结构依赖于与膜方向垂直的横向维数。当该维数大于4时，带电黑膜的热力学相结构与通常的4维带电黑洞一样，具有 van der Waals-Maxwell 液-气相结构，这里小稳定黑膜类似液相而大稳定黑膜类似气相。但当该横向维数为 4 或 3 时，对应黑膜的相结构没有 液-气结构，而更像通常的不带电的 Schwarzschild 黑洞的相结构。但对带电系统，没有类似于不带电时的“hot empty space" 相，因此对应的相结构似乎有不完整的地方。为此我们发现对这两个系统，极端黑膜相，不像横向维数大于4时的情况，是不可缺少的稳定相。我们还发现泡泡相在一定条件下也可以是稳定相。由于发现了很多稳定相的存在，相变也变的丰富，最多可以有四相共存。近期我们还发现可以加非局域低维膜到横向维数为4和3的膜而改变对应黑膜的相结构。这些低维膜的加入可以把这些膜的相结构调制成具有横向维数大于4的黑膜的相结构，即具有 van der Waals-Maxwell 液-气相结构，其原因是这些膜与加入的非局域低维膜相互作用的结果。这些膜的相结构也是通常AdS 空间下带电黑洞的相结构。这种普适存在的相结构也许暗示一般情况下的引力/规范对偶。另外，我们还发现膜荷与空间的可能联系。目前我们在本项目完成8篇文章，已发表7篇.