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（弦理论涵盖了所有或几乎所有允许的量子重力理论空间）
S-矩阵引导是一种数值方法，可以使用简单的原理来确定或限制量子场理论中粒子的散射振幅。在过去的几十年里，一些物理学家试图用这种技术来研究不同的物理理论和现象。
特拉维夫大学、洛桑理工大学（EPFL）和周边研究所的研究人员一直在进一步开发S-矩阵导调，并试图将其应用于不同的物理领域。在最近发表在《物理评论快报》上的一篇论文中，研究小组试图用它来研究弦理论，这是著名的物理学理论，它代表宇宙的基本成分是一维（1D）的"弦"，而不是点状粒子。
"S-矩阵引导是一个老想法，在60年代很流行，但随着量子色动力学的出现，它失去了人们的受欢迎程度，"进行这项研究的研究人员之一安德里亚·盖里里告诉 Phys.org。"S-矩阵引导的目标是使用因果关系、特殊相对论和概率不能大于 1 这一事实，确定（或限制）量子场理论中粒子的散射振幅。我们给这个主题带来的新奇之处是提出了一个系统的数字算法来实施所有这些原则。
虽然现在有几十篇过去的文件探索物理系统使用不同版本的S-矩阵引导，这些作品大多侧重于巨大的粒子。然而，Guerrieri和他的同事最近也能够用它来研究无质量粒子的散射，例如量子色动力学中色通量管的横向波动或无质量的皮质。
"一旦我们意识到这种方法适用于无质量粒子，很明显，我们应该尝试重力，这是引力的调解者，"另一位参与研究的研究人员Joío Penedones告诉 Phys.org。随后，我们选择在 10 个时空维度上实现超对称，以减少问题的技术障碍。
盖里里、佩内多内斯及其同事佩德罗·维埃拉最近进行的工作适用于任何量子重力理论。然而，在他们的研究中，他们特别使用S-矩阵引导来研究弦理论，并试图确定它是否是唯一一致的量子重力理论。
"爱因斯坦的广义相对论（GR）描述了远距离或（等价）低能量的引力相互作用，"佩内多内斯说。例如，它可以用来计算两个长（比普朗克长度大得多）的引力如何彼此散射。但是，如果我们在某些时候减少波长，我们就不能相信 GR 的预测。事实上，GR 的预测概率将超过 1。
为了提高 GR 预测的可靠性，必须在短时间内/波长或等同于高能量时更正该理论。此校正通常称为"紫外线 （UV） 完成"。
"我们常说量子引力理论是GR的紫外线完成，"盖瑞里说。"在最近的论文中，我们调查了在低能量限制下对GR预测的首次修正。这就是我们论文中的参数阿尔法所代表的。"
弦理论是著名的量子引力理论。值得注意的是，在字符串理论中，研究人员描述的阿尔法参数可以承担一组特定的值。
"在弦理论中，阿尔法与基本字符串（在普朗克单位）的张力有关，"维埃拉解释道。"我们在本文中要探讨的是，对量子引力理论的不可知性，该理论描述了现实世界，并简单地询问任何此类理论都能产生什么阿尔法值。
令人惊讶的是，研究人员发现，根据S-矩阵引导数值计算，描述现实世界的重力理论可能具有的阿尔法值与弦理论产生的值完全相同。虽然这些发现可能具有有趣的影响，但他们的研究有几个局限性，可能会影响其有效性。
"我们工作的第一个警告是，我们使用的方法是数字的：它使用计算机集群扫描一大组散射振幅，并推断出一致散射振幅的全部空间，"维埃拉说。"这种推断过程带有一些不确定性。因此，我们发现阿尔法> 0.13 ± 0.02 与估计误差条。字符串理论将允许任何阿尔法> 0.1389，这是（在错误条内）漂亮的权利在我们的绑定。
在未来的研究中，研究人员希望减少与S-矩阵引导相关的数值错误，以确定结果是否保持不变。他们的研究的第二个局限性是，它使用了简化的设置，因为他们的调查是专门在10个维度和超对称的存在。然而，现实世界是四维的，超对称性尚未在其中被实验观察到。
"不过，我们认为10d超对称是这种探索的良好起点，"盖里里说。"其中一个原因是，在 10d 超弦理论中是最简单的，我们有尖锐的预测来比较我们的数值与第二个原因是，与超对称性，我们可以将由于旋转性质而难以在数学上驯服的重力子与不旋转的更简单的超对称伙伴联系起来。
研究人员在最近的研究中研究的主要问题是弦理论是否是量子引力的唯一一致理论。虽然他们无法肯定地回答这个问题，但他们的发现表明，S-矩阵引导可以帮助解决这个问题。将来，盖里埃里、佩内多内斯和维埃拉希望重复他们的计算，而不包括超对称性和较低的时空尺寸。
维埃拉说："到目前为止，我们发现一般原理所允许的α值与弦理论中实现的值相吻合。"这与对上述问题的正面回答是相容的，但证据不足。然而，原则上，我们可以研究其他参数，让我们称之为β，伽马等，代表进一步子领导修正的预测GR在低能量。弦理论预测了其中的无限性。如果我们能证明 S-矩阵引导原理中允许的这些参数范围也与字符串理论重合，那么证据将非常充分。
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