各向异性Lifshitz新标度下膜世界引力的研究

In recent study of gravity quantization, the anisotropic Lifshitz rescaling may finish the task of renormalization. Meanwhile, it is found that the Lifshitz scalar field theory can completely accept the topological stable so-called domain-wall brane world. But, the underlying behavior of the influence of anisotropic Lifshitz rescaling on brane world is not fully understood. Furthermore, in our former studies on z=3 and 4 Horava-Lifshitz we have found some new interesting physical phenomenon. Hence, based on these situations, we can anticipate the anisotropic Lifshitz rescaling or Lifshitz scalar field also has an important influence on brane world,and some new physics will emerge. Based on our previous study in Natural Science Foundation (No.11005088), we plan to intensive study this type anisotropic Lifshitz rescaling brane world deeply. Our studies are mainly involved following fundamental aspects: dynamical localization of field, Gregory-Laflamme instability,thermodynamics and so on. If possible we also want to explore its observable effects, quantum tunneling and so on. The study of anisotropic Lifshitz rescaling may shed light on the development of the quantum gravity and brane world.

在最近的引力量子化研究中,各向异性Lifshitz标度可完成重要的重整化任务.同时人们还发现Lifshitz标量场理论可以完全容纳拓扑稳定的domain-wall膜模型,但是此类型标度对膜世界模型的影响目前尚未清楚,而我们在z=3和4的Horava-Lifshitz引力的研究中也发现众多新的有趣物理现象,据此预计Lifshitz类型标度将会对膜世界产生重要的影响,并孕育了新物理.基于这些考虑,我们拟在前期基础上深入研究此类各向异性Horava- Lifshitz引力中的膜世界模型,研究内容主要包括:物质场动态局域化,Gregory-Laflamme稳定性,热力学性质等基本问题，并尝试探索模型的可观测效应,量子遂穿等其他方面.本研究对揭示Lifshitz类型各向异性标度在膜世界模型中的规律有重要的意义,为引力理论的量子化和膜世界模型的发展提供指导性的思路.

本项目在引力背景下开展膜世界和各向异性Lifshitz新标度的各种探索，取得了较好的成绩，基金标注的学术论文有18 篇，其中被SCI&EI 收录15 篇，第一标注7篇，第二标注4篇，第三标注3篇。高质量培养研究生5名，其中博士生1名，硕士生4名。主要研究以下9个方面：1）膜世界新时空解的构建；2）膜世界Big Bounce宇宙热力学性质的研究；3）利用引力波观测开展弱等效性原理的测试；4）各向异性Lifshitz 新标度的热力学研究；5）各向异性Lifshitz 新标度的全息对偶研究；6）利用快速射电暴研究黑洞物理；7）利用Planck-2015 CMB，RSD等观测开展中微子物理的研究；8）Gauss-Bonnet引力的全息超导研究；9）宇宙学扰动的研究。项目的目标完成较好，提炼如下：1）构建一簇膜世界的新Anti-de Sitter时空解，通过测试粒子的运动方程分析了模型的稳定性，事件的因果关系通过类光高维间隔得到很好的保证，并实现了Anti-de Sitter的全息原理应用。2）获得膜世界宇宙表观视界及其热力学规律，构建了引力与热力学之间的对应。3）获得引力波事件GW150914和短射电暴GBM-transient-150914对弱等效性原理的新限制。4）获得各向异性Lifshitz新标度对红外修改的影响规律，解决了Friedmann方程投影的疑难。5）获得各向异性Lifshitz 新标度对s波和p波全息超导模型影响的规律。6）利用快速射电暴开展黑洞物理的研究，提出一种新的快速射电暴爆发机制。7）利用Planck-2015 CMB等观测开展中微子物理的研究，探索了可变f(R)引力中的中微子质量问题。8）获得探测极限下高阶曲率理论中p波超导相变规律。9）获得圈量子宇宙学标量场、张量场和矢量场的扰动的规律，给出了带有普适和乐规范修正的暴涨功率谱。所取得的有关黑洞物理、宇宙学、引力波物理等方面的探索成果，也可以为将来的空间探测提供有用的帮助和启示，所开展的前沿研究工作明显是可以加深我们对引力物理的理解，具有较好的科学意义。