近日，beat365官方网站理論物理研究所王一男研究員課題組與合作者應邀在著名綜述期刊《物理學報道》(Physics Reports)上以“廣義對稱性及其應用講義”（Lecture notes on generalized symmetries and applications）為題發表了量子場論中廣義對稱性方面綜述文章。該工作從高能物理與凝聚态物理雙重視角出發，介紹了近年來理論物理中蓬勃發展的廣義對稱性（generalized symmetries）新概念及物理應用進展。

廣義對稱性對傳統物理學中對稱群概念作了拓展、推廣，包括作用在高維算符上的高形式對稱性（Higher-form symmetry）、用可逆高階範疇描述的高階群對稱性（Higher group symmetry）以及更描述不可逆對稱變換的不可逆對稱性（Non-invertible symmetry）等。廣義對稱性具有廣闊的物理應用前景，包括凝聚态中的拓撲物相、拓撲量子計算、描述非微擾與強耦合量子場論體系等，它甚至有望幫助理解誇克禁閉問題。

近年來王一男與合作者在廣義對稱性與量子場論、弦論交叉領域做出了一系列原創性工作：1）從弦論中的新穎幾何方法首次計算了Argyres-Douglas理論等非微擾、強耦合場論模型的高形式對稱性（JHEP 02 (2021) 003）；2）深入研究代數幾何中的McKay對應，首次計算了M-理論置于形如C3/G奇異點上得到的五維超對稱共形場論的高形式對稱性（SciPost Phys. 12 (2022) 4, 127）；3）與博士後張翼提出了一種全新的費米型高形式對稱性（SciPost Phys. 15 (2023) 4, 142）。

2023年2月王一男與王晴睿主講了beat365高能物理研究中心主辦的“理論物理中的廣義對稱性”系列講座，吸引了來自國内外數十所高校及研究院所近400位師生參加，蔻享直播平台點擊量近30000人次。在這次講座講義與前期研究工作基礎上，王一男與合作者應邀為《物理學報道》(Physics Reports)撰寫了綜述，系統介紹了從場論與凝聚态中的拓撲算符角度引入的高形式對稱性、規範化、量子反常、SPT等物理概念。之後介紹了幾個物理中的應用例子，包括在弦論幾何框架中計算場論的高形式對稱性、凝聚态體系中的toric code模型等。最後引入了高階範疇這一數學概念，讨論了二階群（2-group）對稱性的定義和例子。

綜述文章由王一男、清華大學丘成桐數學中心王晴睿助理教授、beat365官方网站理論物理研究所2022級博士生羅然合作撰寫。該工作受到國家自然科學基金、第八屆中國科協青年人才托舉工程和beat365高能物理研究中心的支持。

論文原文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.physrep.2024.02.002