Horava-Lifshitz引力理论及其在宇宙学研究中的应用

Horava-Lishitz gravity is a new theory of quantum gravity which is power-counting renormalizable. It has attracted a great deal of attention and the quantization gravity will benefit from the explorition this theory. In this project, we will systematically study it and its application in cosmology, especially the application in inflation cosmology and primordial gravitional wave. We will combine the model building and observations to check the theory using the various experiments and ovservational data. We also build and improve the several softwares for numerical analysis . This project show a new way for understanding of fundmental physics and has a great value for the other related fields.

Horava-Lifshitz引力理论是一个新的量子引力理论，由于其提供了一个引力幂律重整化的方案，迅速成为国际上引力理论领域的研究热点。对这一理论的研究将为引力量子化的实现做出有益的探索。在本项目中，我们将系统研究Horava-Lifshitz理论及其在宇宙学和天体物理学中的应用，特别是其在暴涨宇宙学模型和引力波探测实验中的应用。项目研究过程中，我们将理论建模与实验观测相结合，利用各种宇宙学观测数据对理论进行检验和量化，同时改进和完善现有的计算软件。本项目将对基础物理的研究和将来的发展具有切实的意义，同时对相关的研究领域具有重要的参考价值和应用前景。

在国家自然科学基金的支持下,本项目组成员(武强副研究员,朱涛副教授)在Horava-Lifshitz引力理论、圈量子引力理论等方面做了大量深入的研究。首先我们应用Horava-Lifshitz引力理论,研究了早期宇宙暴涨模型和原初引力波的极化,非高斯性等问题,得到了原初引力波包含的量子引力效应，并且分析了当前引力波观测实验可能的探测结果。此外我们提出了“Uniform 渐进近似方法”可以高精度地解析求解含量子引力效应的暴涨微扰模函数。该方法是目前所有求解此类问题的数学方法中精确度最高,解析表达式最简单,和普适性最好的方法。我们应用这个方法研究了各种暴涨模型中的量子引力效应，特别是对圈量子引力模型，我们计算了暴胀功率谱的高阶解析解，并用最新的Planck的CMB观测数据对模型参数进行了限制，给出了量子引力效应特征，对现在和将来的实验结果和实验方向给出了预言。项目进行期间共发表学术论文11篇,全部为SCI收录,且大部分论文发表在影响因子大于4的高水平杂志(PRD,JACP,J HEP)上,达到了研究计划预定的目标。