Trong vật lý hạt, mô hình GeorgiTHER Glashow là một lý thuyết thống nhất lớn (GUT) được đề xuất bởi Howard Georgi và Sheldon Glashow vào năm 1974. Trong mô hình này, nhóm đo mô hình tiêu chuẩn SU (3) × SU (2) × U (1) được kết hợp thành một nhóm đo đơn giản duy nhất SU SU (5). Nhóm thống nhất SU (5) sau đó được cho là tự động được chia thành nhóm phụ mô hình chuẩn dưới một thang đo năng lượng rất cao gọi là thang đo thống nhất lớn.
Vì mô hình Glashow của Georgi, kết hợp lepton và quark thành các biểu diễn không thể thay đổi, tồn tại các tương tác không bảo tồn số baryon, mặc dù chúng vẫn bảo tồn số lượng tử B-L liên quan đến tính đối xứng của biểu diễn chung. Điều này mang lại một cơ chế cho sự phân rã proton và tốc độ phân rã proton có thể được dự đoán từ động lực học của mô hình. Tuy nhiên, sự phân rã proton vẫn chưa được quan sát bằng thực nghiệm và giới hạn thấp hơn về thời gian tồn tại của proton mâu thuẫn với các dự đoán của mô hình này. Tuy nhiên, sự thanh lịch của mô hình đã khiến các nhà vật lý hạt sử dụng nó làm nền tảng cho các mô hình phức tạp hơn mang lại tuổi thọ proton dài hơn, đặc biệt là SO (10) trong các biến thể cơ bản và SUSY.
(Để có phần giới thiệu cơ bản hơn về cách lý thuyết biểu diễn của đại số Lie liên quan đến vật lý hạt, hãy xem bài viết Vật lý hạt và lý thuyết biểu diễn.)
Mô hình này gặp phải vấn đề chia đôi bộ ba. [ cần làm rõ ]
Phá vỡ SU (5) [ chỉnh sửa ]
Sự phá vỡ SU (5) xảy ra khi một trường vô hướng, tương tự như trường Higgs và biến đổi trong sự điều chỉnh của SU (5) có được giá trị kỳ vọng chân không tỷ lệ thuận với máy phát siêu tốc yếu [ tại sao? ]
Khi điều này xảy ra SU (5) bị phá vỡ một cách tự nhiên đến phụ nhóm SU (5) đi lại với nhóm được tạo bởi Y . Nhóm con không bị gián đoạn này chỉ là nhóm mô hình chuẩn:
![{ displaystyle [SU(3)times SU(2)times U(1)_{Y}] / mathbb {Z} _ {6}.}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/284499482ee9ff4970426d4594881b1c82c3d086)
Trong nhóm phụ không bị phá vỡ, sự điều chỉnh 24 biến đổi thành
đưa ra các boson đo của mô hình chuẩn. Xem đại diện hạn chế.
Các quark và lepton mô hình tiêu chuẩn nằm gọn trong các biểu diễn của SU (5). Cụ thể, các fermion thuận tay trái kết hợp thành 3 thế hệ
. Trong nhóm con không bị phá vỡ, các biến đổi này là
. Trong nhóm con không bị phá vỡ, các biến đổi này là 
Kể từ khi nhóm đồng luân
![{ displaystyle pi _ {2} left ({ frac {SU (5)} {[SU(3)times SU(2)times U(1)_{Y}] / mathbb {Z} _ {6}}} right) = mathbb {Z}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ebbe183befb9a8e1413e0967626185806afbc957)
mô hình này dự đoán 't Hooft Đơn cực đơn.
Những đơn cực này đã tích điện từ Y. Do điện tích Q là tổ hợp tuyến tính của một số máy phát SU (2) với Y / 2, nên các đơn cực này cũng có điện tích từ hóa, trong đó theo từ tính ở đây, chúng tôi có nghĩa là điện từ.
SU siêu đối xứng tối thiểu (5) [ chỉnh sửa ]
|
Phần này cần mở rộng . Bạn có thể giúp đỡ bằng cách thêm vào nó. ( Tháng 4 năm 2008 )
|
Không thời gian [ chỉnh sửa ]
Phần mở rộng siêu không gian N = 1 Không thời gian 3 + 1 Minkowski.
Đối xứng không gian [ chỉnh sửa ]
N = 1 SUSY trên 3 + 1 không thời gian chồn không có đối xứng R.
Nhóm đối xứng đo [ chỉnh sửa ]
SU (5)
Đối xứng nội bộ toàn cầu [ chỉnh sửa ]
(tính chẵn lẻ)
(tính chẵn lẻ) Tính chẵn lẻ [ chỉnh sửa ]
Để ngăn chặn các khớp nối không mong muốn trong phiên bản siêu đối xứng của mô hình, chúng tôi chỉ định một
fermionic và do đó phải xuất hiện trong hành động theo cặp, trong khi các trường Higgs là bosonic.
Siêu sao vectơ [ chỉnh sửa ]
Những người liên quan đến đối xứng thước đo SU (5)
Siêu sao Chirus [ chỉnh sửa ]
Là đại diện phức tạp:
| nhãn | mô tả | bội số | SU (5) rep | đại diện |
|---|---|---|---|---|
| Φ | Trường GUT Higgs | 1 | 24 | + |
| H u | trường Higgs điện yếu | 1 | 5 | + |
| H d | điện trường Higgs | 1 | + | |
| các trường vật chất | 3 | – | ||
| 10 | các trường vật chất | 3 | 10 | – |
| N c | neutrino vô trùng | ??? | 1 | – |
Superpotential [ chỉnh sửa ]
Một siêu đại lượng bất biến chung bất biến là một (phức tạp)
đa thức bậc ba bất biến trong các siêu trường. Nó là sự kết hợp tuyến tính của các thuật ngữ sau:
đa thức bậc ba bất biến trong các siêu trường. Nó là sự kết hợp tuyến tính của các thuật ngữ sau: ![{ displaystyle { started {matrix} Phi ^ {2} && Phi _ {B} ^ {A} Phi _ {A} ^ {B} [4pt] Phi ^ {3} && Phi _ {B} ^ {A} Phi _ {C} ^ {B} Phi _ {A} ^ {C} [4pt] H_ {d} H_ { u} && {H_ {d}} _ {A} H_ {u} ^ {A} [4pt] H_ {d} Phi H_ {u} && {H_ {d}} _ {A} Phi _ {B} ^ {A} H_ {u} ^ {B} [4pt] H_ {u} mathbf {10} _ {i} mathbf {10} _ {j} && epsilon _ {ABCDE} H_ {u} ^ {A} mathbf {10} _ {i} ^ {BC} mathbf {10} _ {j} ^ {DE} [4pt] H_ {d} { overline { mathbf {5 }}} _ {i} mathbf {10} _ {j} && {H_ {d}} _ {A} { overline { mathbf {5}}} _ {Bi} mathbf {10} _ {j } ^ {AB} [4pt] H_ {u} { overline { mathbf {5}}} _ {i} N_ {j} ^ {c} && H_ {u} ^ {A} { overline { mathbf {5}}} _ {Ai} N_ {j} ^ {c} [4pt] N_ {i} ^ {c} N_ {j} ^ {c} && N_ {i} ^ {c} N_ {j } ^ {c} end {matrix}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8767dc76ba649b441c4ebe82862e3b7dabb74b80)
Cột đầu tiên là Viết tắt của cột thứ hai (bỏ qua các yếu tố chuẩn hóa đúng), trong đó các chỉ số vốn là chỉ số SU (5) và i và j là chỉ số thế hệ.
Hai hàng cuối cùng giả định bội số của
không phải là số không (nghĩa là neutrino vô trùng tồn tại). Khớp nối
không phải là số không (nghĩa là có các hệ số đối xứng trong i và j . Khớp nối
có các hệ số đối xứng trong i và j . Khớp nối
Điều này 24 là một đại diện thực sự, vì vậy hai thuật ngữ cuối cùng cần giải thích. Cả hai
và
và <img src = "https://wikidia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/95ba3e94900f761c5bb00a7872cbcb3b75da069 aria-hidden = "true" style = "ver tical-align: -0.505ex; chiều rộng: 19.054ex; chiều cao: 2.843ex; "alt =" { displaystyle a Phi ^ {2} + b
Các neutrino vô trùng, nếu có tồn tại, cũng sẽ thu được khối lượng Majorana theo thang GUT đến từ khớp nối siêu lớn ν c2 .
Vì tính chẵn lẻ của vật chất, các đại diện của vật chất
và 10 vẫn là đối thủ.
Đó là các trường Higgs 5 H và
thật thú vị.
thật thú vị. Hai thuật ngữ siêu tiềm năng có liên quan ở đây là
và . Trừ khi có một số điều chỉnh chúng tôi sẽ mong đợi cả hai thuật ngữ bộ ba và các điều khoản của cặp đôi sẽ khiến chúng ta không có ánh sáng điện doublets. Điều này hoàn toàn không đồng ý với hiện tượng học. Xem vấn đề chia đôi bộ ba để biết thêm chi tiết.
và Khối lượng Fermion [ chỉnh sửa ]
Phân rã proton trong SU (5) [ chỉnh sửa ]
Hợp nhất Mô hình chuẩn thông qua SU (5) nhóm có ý nghĩa hiện tượng học quan trọng. Đáng chú ý nhất trong số này là sự phân rã proton, hiện diện trong SU (5) có và không có siêu đối xứng. Điều này được cho phép bởi các boson vector mới được giới thiệu từ đại diện kết hợp của SU (5), cũng chứa các boson đo của các lực mô hình chuẩn. Vì các boson đo mới này ở dạng đại diện (3,2) −5/6 chúng đã vi phạm số baryon và lepton. Do đó, các toán tử mới sẽ khiến các proton phân rã với tốc độ tỷ lệ nghịch với khối lượng của chúng. Quá trình này được gọi là phân rã proton chiều 6 và là một vấn đề đối với mô hình, vì proton được xác định bằng thực nghiệm để có tuổi thọ lớn hơn tuổi của vũ trụ. Điều này có nghĩa là một mô hình SU (5) bị hạn chế nghiêm trọng bởi quy trình này.
Cũng như các boson đo mới này, trong các mô hình SU (5), trường Higgs thường được nhúng trong một đại diện 5 của nhóm GUT. Thông báo trước cho điều này là vì trường Higgs là cặp song sinh SU (2), phần còn lại, bộ ba SU (3), phải là một trường mới – thường được gọi là D. Hàm vô hướng mới này có thể tạo ra phân rã proton như tốt và, giả sử sự liên kết chân không Higgs cơ bản nhất, sẽ không có khối lượng, cho phép quá trình ở tốc độ rất cao.
Mặc dù không phải là một vấn đề trong mô hình GeorgiTHER Glashow, một mô hình SU (5) siêu âm sẽ có thêm các toán tử phân rã proton do các siêu đối tượng của fermion mô hình chuẩn. Tuy nhiên, việc thiếu phát hiện phân rã proton (dưới bất kỳ hình thức nào) đặt ra câu hỏi về tính xác thực của SU (5) GUT của tất cả các loại, tuy nhiên, trong khi các mô hình bị hạn chế rất nhiều bởi kết quả này, chúng không bị loại trừ.
Văn hóa đại chúng [ chỉnh sửa ]
Khi nhà làm phim Sandy Bates (do Woody Allen thủ vai) trong bộ phim Woody Allen năm 1980 Stardust Memories ra mắt một bản nhạc trầm cảm câu trích dẫn, "Có ai đọc trên trang nhất của Thời báo vấn đề đang phân rã không?", đây gần như chắc chắn là một tham chiếu đến mô hình Georgi Muff Glashow, trong thời kỳ của bộ phim, tầm quan trọng của Georgi Mô hình củaGGGashash tại thời điểm đó và nhiều bài báo giáo dân đương thời đang lưu hành về một số hậu quả nổi bật nhất của mô hình, đặc biệt là cơ chế phân rã proton. Một bài báo thực tế Thời báo New York xuất hiện hai năm sau đó, [1] hoàn thành điềm báo hài hước đen tối của Allen về một thế giới có tin tức rất kỳ quặc đến nỗi các phương tiện truyền thông chính thống đã đưa tin một cách có hệ thống.
Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]