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The Third Mexican Meeting on Mathematical and Experimental Physics brought together scientists from many different fields. The Meeting was divided into three Symposia: (i) Physical Chemistry, (ii) Biological Physics, (iii) Gravitation and Cosmology. These proceedings presents the papers of the Biological Physics Symposium. The main objective of the symposium was to open new lines of research for young scientists and promising graduate students interested on Biophysics. Topics discussed included biological physics, Ions and membranes, DNA, proteins and macro systems.
好的，这是一本关于理论物理学前沿的图书简介，旨在深入探讨宏观与微观世界中物质和能量的基本相互作用，侧重于量子场论、广义相对论以及粒子物理学的最新进展和未解之谜。 --- 《时空涟漪与基本粒子：现代物理学的边界探索》 内容提要： 本书是一部面向高年级本科生、研究生及专业研究人员的深度专著，聚焦于现代物理学最激动人心且最具挑战性的领域——量子引力、标准模型的扩展以及宇宙学深层结构。它摒弃了对经典力学的复述，直接切入那些需要全新数学工具和哲学思维才能把握的前沿课题。全书结构严谨，逻辑链条清晰，旨在构建读者一个从普朗克尺度到宇宙尺度的统一理论框架认知。 第一部分：量子场论的深化与修正 本部分旨在巩固并超越传统量子场论（QFT）的视角，探讨其在处理高能物理和真空结构时的局限性。 第一章：有效场论与重整化群的动态视角 本章详细阐述了有效场论（EFT）作为一种强大的、与尺度相关的理论构建工具的重要性。我们将探讨重整化群（RG）的流如何描述物理定律在不同能量尺度下的演变，特别是非微扰效应在EFT框架下的处理方法。重点分析了Coleman-Weinberg机制在质量生成中的作用，以及如何在低能观测中识别出高能物理的“指纹”。此外，还将介绍晶格场论（Lattice QCD）在非微扰强相互作用计算中的最新进展，包括格点规范理论的误差分析与修正。 第二章：费米子、规范对称性与拓扑结构 超越狄拉克方程的经典描述，本章深入研究手性（Chirality）在基本相互作用中的核心地位。重点剖析手性异常（Chiral Anomaly）的数学起源（如Adler-Bell-Jackiw效应），以及它如何与规范群（如$SU(3) imes SU(2)_L imes U(1)_Y$）的规范反演和Chern-Simons 理论紧密联系。拓扑场论的概念将被引入，用以理解畴壁、磁单极子和瞬子等拓扑缺陷的稳定性及其在早期宇宙中的遗迹。 第三章：超越标准模型的场论构造 本章全面审视当前粒子物理学面临的根本问题：暗物质、暗能量以及中微子质量。我们系统性地研究了超出标准模型（BSM）的主要候选理论： 1. 超对称理论（SUSY）：从$N=1$超引力到后SPSB（超对称破缺）的现象学，重点分析自然性（Naturalness）问题的最新进展和对最小超对称标准模型（MSSM）的约束。 2. 额外维度理论：详细探讨Kaluza-Klein 理论的复兴，包括Randall-Sundrum（RS）模型中如何通过非平凡的几何结构调控费米子和规范玻色子的有效作用量，以及对TeV 尺度引力的潜在探测。 3. 复合希格斯模型：研究如何通过非微扰的强耦合原理（如基于$sigma$-模型或非线性$sigma$-模型）来解释希格斯玻色子的自然质量，并分析其与强相互作用的联系。 第二部分：广义相对论的量子化困境与弦理论视角 本部分将视角提升至时空本身的结构，探讨引力如何与量子力学相容。 第四章：弯曲时空中的量子场论 传统QFT建立在平直闵可夫斯基时空之上。本章讨论将量子场论置于弯曲背景（如德西特或反德西特空间）中的复杂性。重点分析霍金辐射的半经典推导、Unruh 效应的物理图像，以及如何定义弯曲时空中的粒子概念（例如，Bogoliubov 变换与真空依赖性）。本章还探讨了黑洞信息悖论的最新进展，特别是在防火墙（Firewall）场景下的理论挑战。 第五章：M理论与对偶性 本书将弦理论作为最有希望的量子引力候选者进行深入介绍，但重点不在于基础弦的振动模式，而在于对偶性（Duality）的革命性力量。详细分析了S对偶、T对偶和U对偶如何揭示不同理论之间的深层等价性，例如IIA弦理论与M理论在特定极限下的关系。章节将集中讨论AdS/CFT 对偶（全息原理），并展示如何利用CFT的共形对称性来研究强耦合的引力系统，特别是如何通过全息图景解决强耦合QCD中的某些问题。 第六章：量子引力现象学的展望 尽管缺乏直接实验验证，量子引力效应在宇宙学中留下了印记。本章探讨了普朗克尺度修正如何影响早期宇宙的暴胀（Inflation）。我们将分析循环量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）的基本结构，如自旋网络和圈量子宇宙学（LQC）中如何避免大爆炸奇点，并探讨其对原初引力波谱的独特预测。最后，对弦散射振幅的计算进行介绍，展示其在解决高阶引力修正中的简洁性。 第三部分：宇宙学与引力的前沿交叉 第七章：暗能量的几何与动力学起源 本章超越了宇宙学常数（Vacuum Energy）的标准描述，探讨暗能量的动力学模型。详细分析了标量-张量理论（Scalar-Tensor Theories），如Brans-Dicke 理论的现代版本，以及Quintessence 和 K-essence 等第五种力的模型。重点在于如何利用宇宙微波背景（CMB）的偏振数据和大尺度结构（LSS）的演化来严格限制这些修正引力的参数空间。 第八章：引力波天文学与时空几何的新检验 利用现代引力波观测（LIGO/Virgo/KAGRA/未来LISA），本章着重于致密双星合并的数值相对论模拟和参数估计。我们将探讨如何从引力波波形中提取关于黑洞的强场区域的非线性信息，例如检验No-Hair 定理，以及探测张量-矢量-标量（Tensor-Vector-Scalar, TeVeS）引力的微小偏离。本章特别关注中子星并合事件（如GW170817）对引力传播速度和广义相对论检验的贡献。 第九章：物质场的自洽性与统一理论的挑战 本章回归基础，探讨构建一个自洽且完全统一的理论所面临的终极障碍。讨论如何确保理论在高能极限下依然可重整化，以及在消除所有奇异点后，如何保证因果律的完好无损。最后，对当前所有主要框架——特别是弦理论和圈量子引力——在解释普朗克尺度物理方面的优势和根本性的哲学差异进行比较分析，指出未来实验物理学可能突破的方向。 --- 目标读者： 致力于探索物理学基本原理、对量子引力、高能粒子物理和现代宇宙学交叉领域有浓厚兴趣的专业人士和高级学生。本书要求读者具备扎实的经典场论、广义相对论和量子力学基础。
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