Великая единая теория

Grand Unified Theory ( GUT ) - это любая модель в физике частиц , которая объединяет электромагнитные , слабые и сильные силы (три калибровки взаимодействия стандартной модели ) в одну силу при высоких энергиях . Хотя эта объединенная сила не наблюдалась непосредственно, многие модели кишечника теоретизируют его существование. Если возможно объединение этих трех взаимодействий, оно повышает вероятность того, что была эпоха великого объединения, в самой ранней вселенной в которой эти три фундаментальные взаимодействия еще не были различными.

Эксперименты подтвердили, что при высокой энергии электромагнитное взаимодействие и слабые взаимодействия объединяются в одно комбинированное электропроизводное взаимодействие . ^{[ 1 ]} Модели кишечника прогнозируют, что при еще более высокой энергии сильные и электропроизвольные взаимодействия объединятся в одно электронуклеарное взаимодействие. Это взаимодействие характеризуется одной более крупной симметрией и, следовательно, несколькими силовыми носителями , но одной единой константой связи . Объединение тяжести с электронуклеарным взаимодействием обеспечит более полную теорию всего (ноги), а не великую единую теорию. Таким образом, кишки часто рассматриваются как промежуточный шаг к носку.

Ожидается, что новые частицы, предсказанные кишечника моделями $10^{16}$ GEV (всего на три порядка ниже Планка шкалы $10^{19}$ GEV) - и так же далеко за пределами любых с гадроном и предусмотренными частицами экспериментов . Следовательно, частицы, прогнозируемые моделями кишечника, будут не могут наблюдать напрямую, и вместо этого последствия великого объединения могут быть обнаружены посредством косвенных наблюдений за следующие:

протоновый распад ,
Электрические дипольные моменты элементарных частиц ,
или свойства нейтрино . ^{[ 2 ]}

Некоторые кишки, такие как модель Pati -Salam , предсказывают существование магнитных монополей .

Хотя можно ожидать, что кишки будут предлагать простоту из -за осложнений, присутствующих в стандартной модели , реалистичные модели остаются сложными, поскольку им необходимо ввести дополнительные поля и взаимодействия или даже дополнительные измерения пространства, чтобы воспроизвести наблюдаемые фермиона массы и углы смешивания. Эта трудность, в свою очередь, может быть связана с существованием ^{[ нужно разъяснения ]} семейных симметрий за пределами обычных моделей кишечника. Из -за этого и отсутствия какого -либо наблюдаемого эффекта великого объединения до сих пор нет общепринятой модели кишечника.

Модели, которые не объединяют три взаимодействия, используя одну простую группу в качестве симметрии датчика, но делают это с использованием полупроизводительных групп, могут демонстрировать сходные свойства и иногда называются также великими унифицированными теориями.

Нерешенная проблема в физике :

Являются ли три силы стандартной модели объединены при высоких энергиях? С какой симметрией управляет это объединение? Может ли теория Великого объединения объяснить количество поколений Фримиона и их массы?

(более нераскрытые проблемы в физике)

История

Исторически, первая настоящая кишка, основанная на простой группе Lie $Su (5)$ , была предложена Говардом Георги и Шелдоном Глашоу в 1974 году. ^{[ 3 ]} Модели Георги -Глашоу предшествовали модель Абдуса Салама и Жегеш Пати, а также Абдус Салам и Жегеш Пати, также в 1974 году, также в 1974 году, также в 1974 году, ^{[ 4 ]} Кто пионеровал идеей объединить калибровочные взаимодействия.

Китулка аббревиатура была впервые придумана в 1978 году исследователями CERN Джон Эллис , Анджедж Бурас , Мэри К. Гайярд и Димитрий Нанопулос , однако в финальной версии их бумаги ^{[ 5 ]} Они выбрали меньшую анатомическую жевательную резинку (масса Великого объединения). Нанопулос позже в том же году был первым, кто использовал ^{[ 6 ]} аббревиатура в бумаге. ^{[ 7 ]}

Мотивация

Тот факт, что электрические заряды электронов , по -видимому и протонов , точно отменяют друг друга до крайней точности, необходим для существования макроскопического мира, как мы его знаем, но это важное свойство элементарных частиц не объясняется в стандартной модели физики частиц Полем В то время как описание сильных и слабых взаимодействий в стандартной модели основано на датчиках симметрии, регулируемых простыми группами симметрии $SU (3)$ и $SU (2),$ которые позволяют только дискретные заряды, оставшиеся компонент, слабое взаимодействие гиперзарядов описывается Абелевская симметрия $u (1)$ , которая в принципе допускает произвольные назначения заряда. ^{[ Примечание 1 ]} Наблюдаемое квантование заряда , а именно постулация, которую все известные элементарные частицы несут электрические заряды, которые являются точными кратными одной трети «элементарного» заряда , привели к идее, что взаимодействие гиперзарядов и, возможно, сильные и слабые взаимодействия могут быть встроены в Одно грандиозное объединенное взаимодействие, описанное одной, большей простой простой симметрической группой, содержащей стандартную модель. Это автоматически предсказывает квантованную природу и значения всех элементарных зарядов частиц. Поскольку это также приводит к прогнозированию относительных сильных сторон фундаментальных взаимодействий, которые мы наблюдаем, в частности, слабый угол смешивания , великое объединение идеально уменьшает количество независимых входных параметров, но также ограничивается наблюдениями.

Великое объединение напоминает об объединении электрических и магнитных сил по теории электромагнетизма Максвелла в 19 -м веке, но его физические последствия и математическая структура качественно различаются.

Объединение частиц материи

Есть (5)

$Su (5)$ - самая простая кишка. Наименьшая простая группа лжи, которая содержит стандартную модель и на которой основывалась первая великая единая теория,

{\rm {SU(5)\supset SU(3)\times SU(2)\times U(1)}}

.

Такая групповая симметрия позволяет переосмыслить несколько известных частиц, включая фотон, W и Z -бозоны, и Gluon, в качестве различных состояний поля частиц. Тем не менее, не очевидно, что самый простой возможный выбор для расширенной «великой единой» симметрии должен дать правильный инвентарь элементарных частиц. Тот факт, что все известные в настоящее время частицы материи идеально вписываются в три копии самых маленьких групповых представлений SU $(5)$ и сразу же несут правильные наблюдаемые обвинения, является одной из первых и самых важных причин, почему люди считают, что великая единая теория может на самом деле Реализироваться в природе.

Два наименьших неприводимых представления SU $(5)$ - $5$ (определяющее представление) и $10$ . (Эти жирные числа указывают на размер представления.) В стандартном назначении $5$ содержит конъюгаты заряда правой кварка триплет- цветовой тройки левша лептона двойника и двойного , в то время как $10$ содержит шесть вверх. -type Quark кварка левого типа Components, тройка для и правый электрон . Эта схема должна быть воспроизведена для каждого из трех известных поколений материи . Примечательно, что теория не содержит аномалии с этим содержанием вопроса.

Гипотетические правые нейтрино являются синглетом $SU (5)$ , что означает, что его масса не запрещена какой-либо симметрией; Он не нуждается в спонтанном разрыве симметрии электропроизводства, что объясняет, почему его масса была бы тяжелой ^{[ нужно разъяснения ]} (См. Механизм качелей ).

Так (10)

Паттерн слабых изоспинов , W, более слабых изоспинов, W ', сильных G3 и G8 и Baryon Minus Lepton, B, заряды за частицы в SO (10) Великой единой теории, вращались, чтобы показать внедрение в E ₆ .

Следующая простая группа лжи, которая содержит стандартную модель, - это

{\rm {SO(10)\supset SU(5)\supset SU(3)\times SU(2)\times U(1)}}

.

Здесь объединение материи еще более полное, поскольку непонижаемое визитное представление $16$ содержит как $5$ , так и $10$ из $SU (5)$ , так и правое нейтрино, и, следовательно, полное содержание частиц в одном поколении расширенной стандартной модели с нейтрино массы . Это уже самая большая простая группа , которая достигает объединения материи в схеме, включающей только уже известные частицы вещества (кроме сектора Хиггса ).

Поскольку разные стандартные модели Фримионы сгруппированы вместе в более крупных представлениях, кишки специально предсказывают отношения между массами фермиона, например, между электроном и вниз квакой , мюоном и странным кваром , а также тау лептоном и нижним кваром для $SU (5 )$ и $так (10)$ . Некоторые из этих массовых отношений сохраняются приблизительно, но большинство нет (см. Georgi-Jarlskog Mass Community ).

Матрица бозон для $SO (10)$ обнаруживается путем получения $матрицы 15 \times 15$ из $10 + 5$ представления $SU (5)$ и добавления дополнительного ряда и столбца для правого нейтрино. Бозоны обнаружены путем добавления партнера к каждому из 20 заряженных бозонов (2 правых бозона, 6 массивных заряженных глюонов и 12 x/y-бозонов) и добавление дополнительного тяжелого нейтрального Z-бозона, чтобы сделать 5 нейтральных бозонов в общий. Матрица бозона будет иметь бозон или его нового партнера в каждой строке и столбце. Эти пары объединяются, чтобы создать знакомые 16D -спинорные матрицы $Dirac SO (10)$ .

E ₆

В некоторых формах теории струн , включая E ₈ × E ₈ Гетеротическая теория струн , результирующая четырехмерная теория после спонтанной комктификации на шестимерном коллекторе Calabi-Yau напоминает кишечник, основанный на группе E ₆ . Примечательно, что E ₆ является единственной исключительной простой группой лжи , имеющей какие-либо сложные представления , требование для теории содержат хиральные фермионы (а именно все слабоинтереящие фермионы). Следовательно, остальные четыре ( G ₂ , F ₄ , E ₇ и E ₈ ) не могут быть группой датчика кишки. ^{[ Цитация необходима ]}

Расширенные великие единые теории

Нехиральные расширения стандартной модели со спектрами частиц с разделением-мультиплетом, которые естественным образом появляются в более высоких кишечниках SU (N), значительно изменяют физику пустыни и приводят к реалистичному (строковому) Великому объединению для обычных трех семейных семей Даже без использования суперсимметрии (см. Ниже). С другой стороны, из-за нового пропущенного механизма VEV, появившегося в суперсимметричной SU (8), одновременно решении иерархии иерархии (Doublet-Triplet) и проблема объединения вкуса. ^{[ 8 ]}

Кишки с четырьмя семействами / поколениями, SU (8) : при условии, что 4 поколения фермионов вместо 3 производят в общей сложности $64$ типа частиц. Они могут быть помещены в $64 = 8 + 56$ представления $SU (8)$ . Это можно разделить на $SU (5) \times su (3) F \times u (1),$ которая является $теорией SU (5)$ вместе с некоторыми тяжелыми бозонами, которые действуют на число генерации.

Кишки с четырьмя семействами / поколениями, O (16) : Опять же, предполагая 4 поколения фермионов, 128 частиц и античастицы могут быть помещены в одно спинорское представление $O (16)$ .

Симплектические группы и кватернионные представления

Симплектические группы также могут быть рассмотрены. Например, $SP (8)$ (который называется $SP (4)$ статьи в симплектической группе ) имеет представление в терминах $4 \times 4$ унитарных матриц кватерниона, которые имеют $16$ -размерное реальное представление и, следовательно, могут рассматриваться как кандидат на Группа. $SP (8)$ имеет 32 заряженных бозонов и 4 нейтральных бозона. Его подгруппы включают $SU (4),$ так же как минимум могут содержать глюоны и фотон $SU (3) \times u (1)$ . Хотя, вероятно, невозможно иметь слабые бозоны, действующие на хиральные фермионы в этом представлении. Кватернионное представление о фермионах может быть:

{\begin{bmatrix}e+i\ {\overline {e}}+j\ v+k\ {\overline {v}}\\u_{r}+i\ {\overline {u}}_{\mathrm {\overline {r}} }+j\ d_{\mathrm {r} }+k\ {\overline {d}}_{\mathrm {\overline {r}} }\\u_{g}+i\ {\overline {u}}_{\mathrm {\overline {g}} }+j\ d_{\mathrm {g} }+k\ {\overline {d}}_{\mathrm {\overline {g}} }\\u_{b}+i\ {\overline {u}}_{\mathrm {\overline {b}} }+j\ d_{\mathrm {b} }+k\ {\overline {d}}_{\mathrm {\overline {b}} }\\\end{bmatrix}}_{\mathrm {L} }

Еще одним осложнением с помощью кватернионных представлений фермионов является то, что существуют два типа умножения: левое умножение и правое умножение, которые необходимо учитывать. Оказывается, включая кватернионные матрицы левой и правой $4 \times 4,$ эквивалентно включению единого правого мультиплизации с помощью кватерниона устройства, которое добавляет дополнительный SU (2), и поэтому имеет дополнительный нейтральный бозон и еще два заряженных бозона. левой и правой $4 \times 4-$ Таким образом, группа кватернионных матриц $SP (8) \times SU (2),$ которая включает в себя стандартные модели бозонов:

\mathrm {SU(4,\mathbb {H} )_{L}\times \mathbb {H} _{R}=Sp(8)\times SU(2)\supset SU(4)\times SU(2)\supset SU(3)\times SU(2)\times U(1)}

Если $\psi$ это цатернион, ценный спинор, $\ A_{\mu }^{ab}\$ Quaternion Hermitian $4 \times 4$ Матрица, поступающая из $SP (8)$ и $\ B_{\mu }\$ это чистый векторный кватернион (оба из которых являются 4-векторными бозонами), тогда термин взаимодействия:

\ {\overline {\psi ^{a}}}\gamma _{\mu }\left(A_{\mu }^{ab}\psi ^{b}+\psi ^{a}B_{\mu }\right)\

Октонионные представления

Можно отметить, что поколение из 16 фермионов может быть помещено в форму октона, причем каждый элемент октониона является 8-вектором. Если 3 поколения затем помещают в матрицу 3х3 гермитианской матрицы с определенными дополнениями для диагональных элементов, то эти матрицы образуют исключительную (Grassmann) Иорданную алгебру , которая имеет группу симметрии одной из исключительных групп лей ( $F$ ₄ , $E$ ₆ , $E$ ₇ или $E$ ₈ ) в зависимости от деталей.

\psi ={\begin{bmatrix}a&e&\mu \\{\overline {e}}&b&\tau \\{\overline {\mu }}&{\overline {\tau }}&c\end{bmatrix}}

\ [\psi _{A},\psi _{B}]\subset \mathrm {J} _{3}(\mathbb {O} )\

Поскольку они являются фермионами, антикоммутаторы Иорданской алгебры становятся коммутаторами. Известно, что $E$ ₆ имеет подгруппа $O (10)$ , и поэтому он достаточно большой, чтобы включить стандартную модель. Например, в $группе E$ ₈ будет иметь 8 нейтральных бозонов, 120 заряженных бозонов и 120 заряженных антибозонов. Чтобы учесть 248 фермионов в самой низкой мультиплете $E$ ₈ , они должны либо включать античастицы (и, таким образом, иметь бариогенез ), иметь новые не обнаруженные частицы, либо иметь гравитационные ( спин-соединения ), влияющие на элементы частиц направление спина. Каждый из них обладает теоретическими проблемами.

За пределами лжи

Были предложены другие структуры, включая Lie 3-Algebras и Lie Supergebras . Ни один из них не соответствует теории Ян -Милл . В частности, ложь супельгебры познакомит бозоны с неверными ^{[ нужно разъяснения ]} статистика. Суперсимметрия , однако, вписывается в ян -милл.

Объединение сил и роль суперсимметрии

Объединение сил возможно из -за зависимости от параметров связи энергии от параметров связывания силы в теории квантовых поля, называемой группой перенормирования «работа» , что позволяет параметры с совершенно разными значениями при обычных энергиях, чтобы сходиться к одному значению в гораздо более высокой шкале энергии. ^{[ 2 ]}

нормализована таким Было обнаружено, что группа перенормирования, работающая из трех издальщиков в стандартной модели, почти, но не совсем, встречается в той же точке, если гиперзарядка образом , что она согласуется с $SU (5)$ или $около того (10)$ кишками, которые являются именно те группам, которые приводят к простому объединению Фермиона. Это значительный результат, поскольку другие группы лжи приводят к различным нормализациям. Однако, если вместо стандартной модели используется суперсимметричная расширение MSSM , совпадение становится гораздо более точным. В этом случае константы связи сильных и электропроизвольных взаимодействий встречаются в энергии Великого объединения , также известной как шкала кишечника:

\Lambda _{\text{GUT}}\approx 10^{16}\,{\text{GeV}}

.

Обычно считается, что это совпадение вряд ли будет совпадением, и его часто называют одним из основных мотиваций для дальнейшего изучения суперсимметричных теорий, несмотря на то, что не наблюдались суперсимметричных частиц партнера. Кроме того, большинство модельных строителей просто предполагают суперсимметрию, потому что она решает проблему иерархии Electroweak , - это стабилизирует массу Higgs против радиационных исправлений . ^{[ 9 ]}

Нейтрино массы

Поскольку массы майорны правых нейтрино запрещены $SO (10)$ симметрией, $поэтому (10)$ кишки предсказывают массы мажорной правых нейтрино близко к шкале кишечника , где симметрия спонтанно разбита в этих моделях. В суперсимметричных кишках эта шкала имеет тенденцию быть больше, чем желательно получить реалистичные массы света, в основном левша нейтрино (см. Нейтрино-колебания ) с помощью механизма качеза . Эти прогнозы не зависят от массовых отношений Георги -Ярлскога , в которых некоторые кишки предсказывают другие соотношения массы фермиона.

Предложенные теории

Было предложено несколько теорий, но в настоящее время ни одна из них не принято. Еще более амбициозная теория, которая включает в себя все фундаментальные силы, включая гравитацию , называется теорией всего. Некоторые общие модели кишечника основной кишки:

Пати -ксалам модель - $(4) \times a есть (2) \times (2)$
Модель Георги -Глаша - $SU (5)$ ; и перевернуты $(5)$ - $(5) \times u (1)$
$Итак (10)$ модель ; и перевернуть $так (10)$ - $Итак (10) \times u (1)$
$E 6$ Модель ; и тринификация - $su (3) \times su (3) \times su (3)$
Минимальная модель левого правого - $su (3) c \times su (2) l \times su (2) r \times u (1) b-l$
331 Модель - $SU (3) C \times US (3) L \times U (1) x$
Хиральный цвет

Не совсем мужества:

Примечание . Эти модели называют алгебры Lie , чтобы не лежать группы . Группа лжи может быть $[{\text{SU}}(4)\times {\text{SU}}(2)\times {\text{SU}}(2)]/\mathbb {Z} _{2},$ Просто чтобы взять случайный пример.

Наиболее многообещающим кандидатом является $такого (10)$ . ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} (Минимальный) $Таким образом (10)$ не содержит никаких экзотических фермионов (т.е. дополнительные фермионы, помимо стандартных модельных фермионов и правых нейтрино), и он объединяет каждое поколение в одно непостижимое представление . Ряд других моделей кишечника основаны на подгруппах $SO (10)$ . Это минимальная модель левого правого , $SU (5)$ , перевернута $SU (5)$ и модель Pati-Salam. Группа кишечника $E 6$ содержит $SO (10)$ , но модели, основанные на ней, значительно более сложны. Основная причина изучения $моделей E 6$ поступает из $E 8 \times E 8$ Гетеротической теории струн .

Модели кишечника в целом предсказывают существование топологических дефектов, таких как монополи , космические строки , доменные стены и другие. Но никто не наблюдался. Их отсутствие известно как монопольная проблема в космологии . Многие модели кишечника также предсказывают распад протона , хотя и не модель пати -салама. На данный момент протоновый распад никогда не наблюдался экспериментально. Минимальный экспериментальный предел жизни протона в значительной степени исключает минимальный $SU (5)$ и сильно ограничивает другие модели. Отсутствие обнаруженной суперсимметрии на сегодняшний день также ограничивает многие модели.

Протоновый распад. Эти графики относятся к $X$ семействам бозона и Higgs .
Размер 6 протона распада, опосредованного $X$ бозоном $\ (3,2)_{-{\tfrac {5}{6}}}\$ В $su (5)$ хорошо
Размер 6 протона распада, опосредованного $X$ бозоном $\ (3,2)_{\tfrac {1}{6}}\$ в перевернутой $су (5)$ кишка
$Размер 6 Proton Decay, опосредованный триплетом Хиггсом '' `uniq-postmath-00000011-Qinu` '' и анти-триплетом Higgs '" `uniq-postmath-00000012-Qinu`'" В Su (5) кишечник \$

Размер протона, опосредованная триплетом Хиггсом, опосредованным $\ T(3,1)_{-{\tfrac {1}{3}}}$ и анти-триплет Хиггс $\ {\bar {T}}({\bar {3}},1)_{\tfrac {1}{3}}$ В $su (5)$ хорошо \

Некоторые теории кишечника, такие как $SU (5)$ и $поэтому (10)$ страдают от того, что называется проблемой Doublet Triplet . Эти теории прогнозируют, что для каждого Doublet Doublet Higgs есть соответствующее цветное триплетное поле Хиггса с очень маленькой массой (на многие заказы меньше, чем шкала кишечника здесь). Теоретически, объединяющий кварки с лептонами , дублет Хиггс также будет объединен с тройницей Хиггса. Такие триплеты не наблюдались. Они также приведут к чрезвычайно быстрому распаду протонов (намного ниже текущих экспериментальных пределов) и предотвратят прочность на манометрирование в группе перенормировки.

Большинство моделей кишечника требуют тройной репликации вещественных полей. Таким образом, они не объясняют, почему есть три поколения фермионов. Большинство моделей кишечника также не могут объяснить небольшую иерархию между массами фермиона для разных поколений.

Ингредиенты

Модель кишечника состоит из группы измерения , которая представляет собой компактную группу Lie , форму соединения для этой группы Lie -Lie, действие Ян -Милл для этого соединения, данного инвариантной симметричной билинейной формой над его алгеброй Lie (которая указывается константой связи Для каждого фактора) сектор Хиггса , состоящий из ряда скалярных полей, принимающих значения в рамках реальных/сложных представлений группы Lie Group и хиральных вейл -фримионов, принимающих значения внутри сложный представитель группы лжи. Группа LIE содержит стандартную модельную группу , а поля Хиггса приобретают VEVS , что приводит к спонтанной симметрии, прерываясь до стандартной модели. Вейл Фримионы представляют собой материю.

Текущие доказательства

Обнаружение колебаний нейтрино указывает на то, что стандартная модель является неполной, но в настоящее время нет четких доказательств того, что природа описывается любой великой единой теорией. Нейтрино -колебания привели к возобновлению интереса к определенной кишечнике, например, $SO (10)$ .

Одним из немногих возможных экспериментальных тестов определенной кишки является разложение протона, а также массы фермиона. Есть еще несколько специальных тестов для суперсимметричной кишки. Тем не менее, минимальная жизнь протона из исследований (при или превышение 10 ³⁴~10 ³⁵ Диапазон года) исключил более простые мужские кишки и большинство не-SUSY MODEL. ^{[ 12 ]} Максимальный верхний предел жизни протона (если нестабильна), рассчитывается при 6 × 10 ³⁹ годы для моделей Susy и 1,4 × 10 ³⁶ Годы для минимальных неживых кишек. ^{[ 13 ]}

Сильная -за манометрирования сторона QCD из , слабое взаимодействие и гиперзаряд , по -видимому, встречаются в общей шкале длины, называемой шкалой кишечника и равны приблизительно до 10 ¹⁶ GEV (чуть меньше, чем энергия Планка 10 ¹⁹ GEV), что несколько наводят на мысль. численное наблюдение называется объединением сцепления . интересное Это Тем не менее, можно достичь того же, например, постулируя, что обычные (не суперсимметричные), $поэтому (10)$ модели ломаются с промежуточной шкалой, такой как группа Pati -Salam.

Ультра объединение

В 2020 году физик -младший Ван представил концепцию, известную как «Ультра -объединение». ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}^{[ 16 ]} Он сочетает в себе стандартную модель и великое объединение, особенно для моделей с 15 Вейл-Фермионами на поколение, без необходимости правых стерильных нейтрино, путем добавления новых топологических фазовых секторов или новых взаимодействующих конфиденциальных секторов . и ограничения кобордизма (особенно из смешанной аномалии , таких как аномалия класса Z / 16 Z , связанная с Baryon Minus Lepton Number B - L и Electroweak Hypergharge Y).

Заключенные топологические фазовые секторы построены с помощью расширения симметрии (в отличие от разрыва симметрии в механизме стандартной модели Андерсон-Хиггс ), чья низкая энергия содержит унитарные инвариантные теории квантологического поля Лоренца (TQFTS), такие как 4-мерные неверные, 5, 5 -Сюмерная неверная, или 5-мерная изменяемая запутанная зашитая фаза TQFTS.

В качестве альтернативы, теория Ван предполагает, что могут также быть правые стерильные нейтрино, безразличная физика неартичности или некоторая комбинация более общих взаимодействующих теорий конформного поля (CFT) смешанного гравитационного гравитации , чтобы вместе отменить аномалию . Это предложение также можно понимать как связывание стандартной модели (как квантовая теория поля) с стандартным сектором модели (как TQFT или CFT, являются темной материей ) через дискретную B - L. топологическую силу

В сценариях TQFT или CFT подразумевается, что новая высокоэнергетическая физика, за пределами обычной физики 0-мерной частиц, основана на новых типах топологических сил и материи. Это включает в себя пробежденные расширенные объекты, такие как 1-мерная линия и 2-мерные поверхностные операторы или конформные дефекты, открытые концы которых несут отмененные фракционированные частицы или чуть- струнные возбуждения.

Понимание и характеристика этих разбитых расширенных объектов требует математических концепций, таких как кохомология , кобортизм или категория , в физику частиц. Топологические фазовые сектора, предложенные Вангом, означают отход от парадигмы физики обычной частиц, указывающей на границу в физике модели за пределами стандарта.

Смотрите также

B - L Квантовое число
Классические теории унифицированных поля
Сдвиг парадигмы
Физика за пределами стандартной модели
Теория всего
X и y бозоны

Примечания

^ Однако существуют определенные ограничения на выбор зарядов частиц от теоретической согласованности, в частности отмены аномалии .

Ссылки

^ Altareli, Guido (1998-11-24). «Стандартная теория электропроизводства и за его пределами». arxiv : hep-ph/9811456 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Росс, Г. (1984). Великие единые теории . Westview Press . ISBN 978-0-8053-6968-7 .
^ Георги, Х.; Глашоу, С.Л. (1974). «Единство всех элементарных сил частиц». Письма о физическом обзоре . 32 (8): 438–41. Bibcode : 1974phrvl..32..438g . doi : 10.1103/physrevlett.32.438 . S2CID 9063239 .
^ Пати, Дж.; Салам, А. (1974). «Номер лептона как четвертый цвет». Физический обзор d . 10 (1): 275–89. Bibcode : 1974phrvd..10..275p . doi : 10.1103/physrevd.10.275 .
^ Бурас, AJ; Эллис, Дж.; Гайярд, MK; Nanopoulos, DV (1978). «Аспекты великого объединения сильных, слабых и электромагнитных взаимодействий» (PDF) . Ядерная физика б . 135 (1): 66–92. Bibcode : 1978nuphb.135 ... 66b . doi : 10.1016/0550-3213 (78) 90214-6 . Архивировано (PDF) из оригинала 2014-12-29 . Получено 2011-03-21 .
^ Nanopoulos, 505 (1979). «Протоны не навсегда» . Диск знание . 1 : 91. Гарвардский препринт HUTP-78 / A062.
^ Эллис, Дж. (2002). «Физика становится физической» . Природа . 415 (6875): 957. Bibcode : 2002natur.415..957e . doi : 10.1038/415957b . PMID 11875539 .
^ Jlchareuli, su (n) Сьюзи Гутс с остатками струны: минимальный SU (5) и за его пределами, приглашенные разговоры, выпущенные на 29-й Международной конференции по физике с высокой энергией (ICHEP 98), Ванкувер, 23–29 июля 1998 года. В *Ванкувер 1998 , Физика с высокой энергией, вып. 2 1669–73
^ Wilczek, Frank (1998). «Будущее физики частиц как естественная наука». Международный журнал современной физики а . 13 (6): 863–886. arxiv : hep-ph/9702371 . Bibcode : 1998ijmpa..13..863w . doi : 10.1142/s0217751x9800038x . S2CID 14354139 .
^ Грумиллер, Даниэль (2010). Фундаментальные взаимодействия: мемориал для Вольфганга Куммера . Мировой научный. п. 351. ISBN 978-981-4277-83-9 - через Google Books.
^ Tsybychev, Dmitri (2004). «Статус поисков для Хиггса и физики за пределами стандартной модели в CDF» . В Натх, Пран; Вон, Майкл Т.; Алверсон, Джордж; Барберис, Эмануэла (ред.). Труды десятого международного симпозиума по частицам, струнам и космологии - Pran Nath Festschrift - Pascos 2004 . Десятый международный симпозиум по частицам, струнам и космологии - Pascos 2004. Бостон, Массачусетс: Северо -восточный университет / World Scientific (опубликовано 19 августа 2005 г.). Часть I, с. 265. ISBN 978-981-4479-96-7 - через Google Books. Часть I: частицы, струны и космология; Часть II: Темы в объединении.
^ Шахта, Шуничи (2023). «Нуклеон распад: теория и экспериментальный обзор». Зенодо . doi : 10.5281/Zenodo.10493165 .
^ Нат, Пран; Fileviez Pérez, Pavel (2007). «Стабильность протона в великих единых теориях, в струнах и в бранах». Физические отчеты . 441 (5–6): 191–317. arxiv : hep-ph/0601023 . Bibcode : 2007 Phr ... 441..191n . doi : 10.1016/j.physrep.2007.02.010 . S2CID 119542637 .
^ Ван, Ювен (май 2021 г.). «Ультра объединения». Физический обзор d . 103 (10): 105024. Arxiv : 2012.15860 . Bibcode : 2021phrvd.103J5024W . doi : 10.1103/physrevd.103.105024 . ISSN 2470-0029 . S2CID 229923679 .
^ Ван, Ювен (2021-03-31). «Единая модель за пределами великого объединения». Физический обзор d . 103 (10): 105024. Arxiv : 2012.15860 . Bibcode : 2021phrvd.103J5024W . doi : 10.1103/physrevd.103.105024 .
^ Ван, Чжейан; Ван, Ювен (2020-07-09). «Помимо стандартных моделей и великих унификаций: аномалии, топологических терминов и динамических ограничений через кобортизмы» . Журнал физики высокой энергии . 2020 (7): 62. Arxiv : 1910.14668 . Bibcode : 2020JHEP ... 07..062W . doi : 10.1007/JHEP07 (2020) 062 . ISSN 1029-8479 .

Дальнейшее чтение

Стивен Хокинг , краткая история времени , включает в себя краткий популярный обзор.
Лангакер, Пол (2012). "Великое объединение" . Scholaredia . 7 (10): 11419. Bibcode : 2012schpj ... 711419L . doi : 10.4249/scholaredia.11419 .

Внешние ссылки

Алгебра великих единых теорий

[8] Однако существуют определенные ограничения на выбор зарядов частиц от теоретической согласованности, в частности отмены аномалии .

[1] Altareli, Guido (1998-11-24). «Стандартная теория электропроизводства и за его пределами». arxiv : hep-ph/9811456 .

[Ross-2] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Росс, Г. (1984). Великие единые теории . Westview Press . ISBN 978-0-8053-6968-7 .

[3] Георги, Х.; Глашоу, С.Л. (1974). «Единство всех элементарных сил частиц». Письма о физическом обзоре . 32 (8): 438–41. Bibcode : 1974phrvl..32..438g . doi : 10.1103/physrevlett.32.438 . S2CID 9063239 .

[4] Пати, Дж.; Салам, А. (1974). «Номер лептона как четвертый цвет». Физический обзор d . 10 (1): 275–89. Bibcode : 1974phrvd..10..275p . doi : 10.1103/physrevd.10.275 .

[5] Бурас, AJ; Эллис, Дж.; Гайярд, MK; Nanopoulos, DV (1978). «Аспекты великого объединения сильных, слабых и электромагнитных взаимодействий» (PDF) . Ядерная физика б . 135 (1): 66–92. Bibcode : 1978nuphb.135 ... 66b . doi : 10.1016/0550-3213 (78) 90214-6 . Архивировано (PDF) из оригинала 2014-12-29 . Получено 2011-03-21 .

[6] Nanopoulos, 505 (1979). «Протоны не навсегда» . Диск знание . 1 : 91. Гарвардский препринт HUTP-78 / A062.

[7] Эллис, Дж. (2002). «Физика становится физической» . Природа . 415 (6875): 957. Bibcode : 2002natur.415..957e . doi : 10.1038/415957b . PMID 11875539 .

[9] Jlchareuli, su (n) Сьюзи Гутс с остатками струны: минимальный SU (5) и за его пределами, приглашенные разговоры, выпущенные на 29-й Международной конференции по физике с высокой энергией (ICHEP 98), Ванкувер, 23–29 июля 1998 года. В *Ванкувер 1998 , Физика с высокой энергией, вып. 2 1669–73

[10] Wilczek, Frank (1998). «Будущее физики частиц как естественная наука». Международный журнал современной физики а . 13 (6): 863–886. arxiv : hep-ph/9702371 . Bibcode : 1998ijmpa..13..863w . doi : 10.1142/s0217751x9800038x . S2CID 14354139 .

[11] Грумиллер, Даниэль (2010). Фундаментальные взаимодействия: мемориал для Вольфганга Куммера . Мировой научный. п. 351. ISBN 978-981-4277-83-9 - через Google Books.

[12] Tsybychev, Dmitri (2004). «Статус поисков для Хиггса и физики за пределами стандартной модели в CDF» . В Натх, Пран; Вон, Майкл Т.; Алверсон, Джордж; Барберис, Эмануэла (ред.). Труды десятого международного симпозиума по частицам, струнам и космологии - Pran Nath Festschrift - Pascos 2004 . Десятый международный симпозиум по частицам, струнам и космологии - Pascos 2004. Бостон, Массачусетс: Северо -восточный университет / World Scientific (опубликовано 19 августа 2005 г.). Часть I, с. 265. ISBN 978-981-4479-96-7 - через Google Books. Часть I: частицы, струны и космология; Часть II: Темы в объединении.

[13] Шахта, Шуничи (2023). «Нуклеон распад: теория и экспериментальный обзор». Зенодо . doi : 10.5281/Zenodo.10493165 .

[14] Нат, Пран; Fileviez Pérez, Pavel (2007). «Стабильность протона в великих единых теориях, в струнах и в бранах». Физические отчеты . 441 (5–6): 191–317. arxiv : hep-ph/0601023 . Bibcode : 2007 Phr ... 441..191n . doi : 10.1016/j.physrep.2007.02.010 . S2CID 119542637 .

[2012.15860-15] Ван, Ювен (май 2021 г.). «Ультра объединения». Физический обзор d . 103 (10): 105024. Arxiv : 2012.15860 . Bibcode : 2021phrvd.103J5024W . doi : 10.1103/physrevd.103.105024 . ISSN 2470-0029 . S2CID 229923679 .

[16] Ван, Ювен (2021-03-31). «Единая модель за пределами великого объединения». Физический обзор d . 103 (10): 105024. Arxiv : 2012.15860 . Bibcode : 2021phrvd.103J5024W . doi : 10.1103/physrevd.103.105024 .

[17] Ван, Чжейан; Ван, Ювен (2020-07-09). «Помимо стандартных моделей и великих унификаций: аномалии, топологических терминов и динамических ограничений через кобортизмы» . Журнал физики высокой энергии . 2020 (7): 62. Arxiv : 1910.14668 . Bibcode : 2020JHEP ... 07..062W . doi : 10.1007/JHEP07 (2020) 062 . ISSN 1029-8479 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ Примечание 1 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

v Т и по протону Эксперименты
Operating	Super-Kamiokande
Retired	Frejus Homestake HPW IMB Kamiokande KGF NUSEX Soudan 1 Soudan 2
Proposed	ANNIE Hyper-Kamiokande LAGUNA
See also	B − L Grand Unified Theory Georgi–Glashow model