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引力理论:引力理论与共形场论相关基本物理问题的研究

        研究引力的本质、量子引力理论、引力理论和热力学及流体力学的关系,开展利用引力的全息性质在低能量子色动力学和凝聚态物理中的应用研究。利用该对偶性研究低能色动力学的性质,如手征相变、禁闭相变、色超导和夸克胶子等离子体等的性质,以及凝聚态物理中的一些现象,如高温超导、霍尔效应、KT相变、奇异金属、费米液体、非费米液体、拓扑绝缘体、冷原子体系等,期望在高温超导的机制和拓扑物态的理论等方面及相关低能量子色动力学的性质研究取得突破性进展。

宇宙学:早期宇宙暴胀模型和暗能量性质的研究

        引力是自然界中四种基本相互作用之一。作为描述引力的广义相对论理论在宇宙学及天体物理中的应用已取得了巨大成功,并在小到毫米,大到太阳系尺度上得到了严格的检验。但广义相对论在更小的尺度和更大的尺度上是否成立是一个基本问题。广义相对论和量子力学的矛盾依然存在;建立一个量子引力理论仍是理论物理的重大挑战之一。另一方面,随着现代科学技术的发展,宇宙学已进入了精确时代,黄金时期。现在所有的观测都指向一个和谐模型:暴胀模型⊕热大爆炸模型⊕暗物质⊕暗能量。引力的全息性质,黑洞物理,量子引力理论,相对论天体物理,引力波理论,引力理论的精确检验,暴胀模型,暗物质,暗能量,宇宙的大尺度结构等是目前我们的主要研究课题。