대통합론

표준 모델을 넘어서는
양성자가 강입자 제트 및 전자로 충돌하여 생성되는 힉스 입자를 나타내는 대형 강입자 충돌기 CMS 입자 검출기 데이터 시뮬레이션
표준 모델
증거 계층 문제 암흑 물질 암흑 에너지 퀸텐스 팬텀 에너지 다크 복사 암흑광자 우주 상수 문제 강력한 CP 문제 중성미자 진동
이론들 브랜스-딕케 이론 우주 검열 가설 제5의 힘 F이론 만물의 이론 통일장론 대통합론 테크니컬러 칼루자-클레인 이론 6차원(2,0) 초정식 장 이론 비가환 양자장 이론 양자 우주론 브레인 우주론 끈 이론 초끈 이론 M이론 수학적 우주 가설 거울 물질 랜달-선드럼 모형 N = 4 초대칭 양-밀스 이론 트위스터 스트링 이론 다크 유체 이중 특수 상대성 이론 드 시터 불변 특수 상대성 이론 원인 페르미온계 블랙홀 열역학 무입자 물리학 그라비포톤 중력 중력 그라비티노 거대 중력 게이지 중력 이론 게이지 이론 중력 CPT 대칭
초대칭성 MSSM NMSSM 초끈 이론 M이론 초중력 초대칭 파괴 추가 치수 대형 추가 치수
양자 중력 의사 진공 끈 이론 스핀 폼 양자 폼 양자 기하학 루프 양자 중력 양자 우주론 루프 양자 우주론 인과 역학 삼각 측량 원인 페르미온계 원인 집합 정준 양자 중력 반고전 중력 초유체 진공 이론
실험 애니 그란사소 이노 LHC SNO 슈퍼 K 테바트론 노바
v t

대통합이론(GUT)은 입자물리학에서 전자기력, 약력, 강력으로 구성된 표준모형의 세 게이지 상호작용이 높은 에너지로 합쳐진 모형이다.이 통합된 힘은 직접 관찰되지 않았지만, 많은 GUT 모델은 그 존재를 이론화한다.만약 이 세 가지 상호작용의 통일이 가능하다면, 이 세 가지 기본적인 상호작용이 아직 뚜렷하지 않은 초기 우주에 거대한 통일 시대가 있었을 가능성을 제기한다.

실험에서 높은 에너지에서 전자기 상호작용과 약한 상호작용이 단일 전자 약 상호작용으로 통합된다는 것이 확인되었습니다.GUT 모델은 훨씬 더 높은 에너지에서 강한 상호작용과 약한 상호작용이 단일 전자핵 상호작용으로 통합될 것이라고 예측합니다.이 상호작용은 하나의 큰 게이지 대칭으로 특징지어지며, 따라서 여러 개의 힘 캐리어가 있지만 하나의 통합된 결합 상수로 특징지어집니다.중력을 전자핵 상호작용과 통합하면 대통합 이론보다는 더 포괄적인 모든 이론(TOE)을 제공할 수 있습니다.따라서 GUT는 종종 TOE를 향한 중간 단계로 간주됩니다.

GUT 모델에 의해 예측된 새로운 입자는 GUT 스케일 $(\$ 10$^{$$16})$ GeV$$(${\displaystyle {\mathrm{플랑크}}^{}}$ $스케일 1019$(\displaystyle 10^{$19}$ GeV$$)보다 몇 배 아래) 정도로 매우 높은 질량을 가질 것으로 예상되며, 따라서 예측된 입자 충돌 실험의 범위를 훨씬 벗어난다.따라서 GUT 모델에 의해 예측된 입자는 직접 관찰할 수 없으며 대신 양성자 붕괴, 소립자의 전기 쌍극자 모멘트 또는 중성미자의 ^[1]특성 등의 간접 관찰을 통해 대통합의 효과를 검출할 수 있다.파티-살람 모델과 같은 일부 GUT는 자기 단극의 존재를 예측한다.

GUT는 표준 모델에 존재하는 복잡성에 대한 단순성을 제공할 것으로 예상될 수 있지만, 관찰된 페르미온 질량과 혼합 각도를 재현하기 위해 추가 필드 및 상호 작용 또는 공간의 추가 차원을 도입해야 하기 때문에 현실적인 모델은 여전히 복잡하다.이러한 어려움은 다시 전통적인 GUT 모델을 넘어선 가족 대칭의 존재와^{[clarification needed]} 관련이 있을 수 있다.이로 인해, 그리고 지금까지 관찰된 대통일 효과의 결여로 인해, 일반적으로 받아들여지는 GUT 모델은 없다.

하나의 단순한 그룹을 게이지 대칭으로 사용하여 세 개의 상호작용을 통합하지 않고 반단순 그룹을 사용하여 통합한 모델은 유사한 특성을 나타낼 수 있으며 대통합 이론이라고도 합니다.

역사

역사적으로, 최초의 진정한 GUT는 단순한 라이 그룹 SU(5)에 근거해 ^[2]1974년에 하워드 조지와 셸던 글래쇼에 의해 제안되었다.게오르기-글래쇼 모델은 게이지 상호작용을 통합하기 위한 아이디어를 개척한 압두스 살람과 조게쉬 파티에 ^[3]의해 반단순 거짓말 대수 파티-살람 모델이 선행되었다.

GUT라는 약자는 1978년 CERN의 연구원 John Ellis, Andrzej Buras, Mary K에 의해 처음 만들어졌습니다. 하지만 Gaillard와 Dimitri Nanopoulos는 논문의^[4] 최종 버전에서 해부학적으로 덜한 GUM (Grand Unified Mass (GUM; 그랜드 통일 미사).그 해 말 나노풀로스는 ^[6]이 약자를 처음으로 논문에서 사용했다^[5].

동기

전자와 양성자의 전하가 서로를 극도의 정밀도로 상쇄하는 것처럼 보인다는 가정은 우리가 알고 있는 거시 세계의 존재에 필수적이지만, 소립자의 이러한 중요한 특성은 입자 물리학의 표준 모델에는 설명되지 않습니다.표준 모델 내에서 강하고 약한 상호작용의 설명은 단순 대칭 그룹 SU(3)와 SU(2)에 의해 지배되는 게이지 대칭에 기초하지만, 나머지 구성 요소인 약한 하이퍼 전하 상호작용은 원칙적으로 임의 전하 분석을 허용하는 아벨 대칭 U(1)에 의해 설명된다.gnments.^{[note 1]}관측된 전하 양자화, 즉 알려진 모든 소립자가 "초" 전하의 1/3의 정확한 배수인 전하를 운반한다는 가정은 초전하 상호작용과 아마도 강하고 약한 상호작용이 노래로 묘사되는 하나의 그랜드 통합 상호작용에 포함될 수 있다는 생각을 가져왔다.le, 표준 모형을 포함하는 더 큰 단순 대칭 그룹입니다.이를 통해 모든 소립자 전하의 양자화된 특성과 값을 자동으로 예측할 수 있습니다.이는 또한 우리가 관찰하는 기본 상호작용의 상대적인 강도에 대한 예측을 낳기 때문에, 특히 약한 혼합 각도에 대한 대통합은 이상적으로 독립적인 입력 매개변수의 수를 감소시키지만, 관찰에 의해서도 제약을 받는다.

대통합은 19세기 맥스웰의 전자기론에 의한 전기와 자기력의 통합을 연상시키지만 물리적인 의미와 수학적 구조는 질적으로 다르다.

물질 입자의 통일

SU(5)

SU(5)는 가장 단순한 GUT입니다.표준 모델을 포함하고 최초의 대통합 이론이 기초가 된 가장 작은 단순 리 그룹은,

$S$U (${\displaystyle }$5 )${\displaystyle \mathrm{s}}$ S${\displaystyle \mathrm{U}}$ ( ${\displaystyle 3}$) × ${\displaystyle \mathrm{S}}$U ( 2${\displaystyle }$) ×${\displaystyle \mathrm{U}}$ ( ${\displaystyle 1}$) \ $displaystyle \ rm$ { SU ( 5 ) \$supset$SU ( $3$) \ $times$ SU ( $2$) \ $times$U ( 1 )$\}$ 。

이러한 그룹 대칭을 통해 광자, W, Z 보손, 글루온을 포함한 여러 개의 알려진 입자를 단일 입자장의 다른 상태로 재해석할 수 있습니다.그러나 확장된 "대통합" 대칭을 위한 가장 단순한 선택이 소립자의 정확한 인벤토리를 산출해야 한다는 것은 분명하지 않습니다.현재 알려진 모든 물질 입자들이 SU(5)의 가장 작은 그룹 표현들의 세 개의 복사본에 완벽하게 들어맞고 즉시 관측된 전하를 운반한다는 사실은 사람들이 대통합 이론이 실제로 실현될 수 있다고 믿는 첫 번째이자 가장 중요한 이유 중 하나이다.

SU(5)의 가장 작은 두 개의 환원 불가능한 표현은 5(정의 표현)와 10이다.표준 할당에서 5는 오른손 다운형 쿼크색 트리플렛과 왼손 렙톤 아이소스핀 더블렛의 전하공역체를 포함하고, 10은 6개의 업형 쿼크성분, 왼손 다운형 쿼크색 트리플렛 및 오른손 전자를 포함한다.이 계획은 알려진 세 세대의 물질 각각에 대해 복제되어야 합니다.이 문제에 관한 내용으로는 이론이 이상 없음은 주목할 만하다.

가상의 오른손 중성미자는 SU(5)의 1t으로, 이것은 질량이 어떠한 대칭으로도 금지되지 않는다는 것을 의미한다; 그것은 질량이 ^{[clarification needed]}왜 무거운지를 설명하는 자발적인 대칭 파괴를 필요로 하지 않는다.

SO(10)

다음으로 표준 모델을 포함하는 단순 Lie 그룹은 다음과 같습니다.

$S$O ( ${\displaystyle \mathrm{10}}$)${\displaystyle }$、${\displaystyle \mathrm{S}}$ ${\displaystyle \mathrm{U}}$( 5 )${\displaystyle 、}$ ${\displaystyle \mathrm{S}}$U${\displaystyle }$( 2${\displaystyle }$) ×${\displaystyle \mathrm{U}}$ ( ${\displaystyle 1}$ $displaystyle \ rm$ { SO ( $10$) \ $supset$SU ($$5 ) \$times$SU ($$2 ) \ $times$U ( 1$\}$

여기서, 환원 불가능한 스피너 표현 16은 SU(5)의 5, 10과 오른손 중성미자를 모두 포함하고 있기 때문에, 중성미자 질량을 가지는 확장 표준 모델의 1세대의 전입자 함유량을 포함하기 때문에, 물질의 통일은 한층 더 완료된다.이것은 이미 알려진 물질 입자만을 포함하는 체계에서 물질의 통합을 달성하는 가장 큰 단순 그룹이다(힉스 섹터 제외).

서로 다른 표준 모델 페르미온이 더 큰 표현으로 함께 그룹화되기 때문에 GUT는 특히 페르미온 질량의 관계를 예측한다. 예를 들어 전자와 다운 쿼크, 뮤온과 이상한 쿼크, 타우 렙톤과 바텀 쿼크는 SU(5)와 SO(10)이다.이러한 대중 관계 중 일부는 대략적으로 유지되지만, 대부분은 그렇지 않습니다(게오르기-잘스코그 대중 관계 참조).

SO(10)에 대한 보손 행렬은 SU(5)의 10 + 5 표현에서 15 × 15 행렬을 취하여 오른손 중성미자에 대한 추가 행과 열을 추가하여 구한다.20개의 대전 보손(오른손 W 보손 2개, 대량 하전 글루온 6개, X/Y형 보손 12개)에 각각 파트너를 더한 후 중량 중성 Z 보손 1개를 추가해 총 5개의 중성 보손을 만든다.보손 행렬의 각 행과 열에 보손 또는 새 파트너가 있습니다.이러한 쌍이 결합되어 친숙한 SO(10)의 16D Dirac 스피너 행렬을 생성한다.

E₆.

E × E₈ 이종 끈 이론을 포함한₈ 끈 이론의 어떤 형태에서, 6차원 칼라비에서 자발적 콤팩트화 후의 결과 4차원 이론 -Yau 다지관은 그룹₆ E에 기초한 GUT와 유사합니다.특히₆ E는 이론이 키랄 페르미온(즉, 모두 약하게 상호작용하는 페르미온)을 포함하는 요건인 복잡한 표현을 가진 유일한 예외적인 단순 라이 군이다.따라서 나머지 4개(G₂, F₄, E₇, E₈)는 ^{[citation needed]}GUT의 게이지 그룹이 될 수 없습니다.

확장 대통합 이론

상위 SU(N) GUT에 자연스럽게 나타나는 벡터형 분할 멀티플릿 입자 스펙트럼을 가진 표준 모델의 비키랄 확장은 사막 물리학을 상당히 수정하고 초대칭(아래 참조)을 사용하지 않더라도 기존의 3개의 쿼크-렙톤 패밀리에 대해 사실적(스트링 스케일) 대통합으로 이어진다.한편, 초대칭 SU(8) GUT에 출현하는 새로운 결손 VEV 기구에 의해 게이지 계층(더블렛-트리플렛 분할) 문제와 플레이버 통일 문제에 대한 동시 해법을 ^[7]논할 수 있다.

4개의 패밀리/세대로 이루어진 GUTs, SU(8): 페르미온 3세대가 아닌 4세대로 총 64종류의 입자를 만들 수 있다고 가정합니다.SU(8)의 64 = 8 + 56 표현에 넣을 수 있습니다.이것은 SU(5)×SU(_F3)×U(1)로 나눌 수 있는데, SU(5) 이론은 생성 수에 작용하는 무거운 보손과 함께 SU(5) 이론이다.

4개의 패밀리/세대로 이루어진 GUT, O(16): 다시 4세대의 페르미온을 가정하면 128개의 입자와 반입자는 O(16)의 단일 스피너 표현에 넣을 수 있습니다.

심플렉틱 군과 사분위 표현

심플렉틱 게이지 그룹도 고려할 수 있다.예를 들어 Sp(8)는 (기사 심플렉틱 군에서 Sp(4)로 불리며) 16차원 실표현을 가지므로 게이지 군 후보로 간주할 수 있다.Sp(8)에는 32개의 대전 보손과 4개의 중성 보손이 있습니다.그 하위 그룹은 SU(4)를 포함하므로 적어도 SU(3) × U(1)의 글루온과 광자를 포함할 수 있다.비록 이 표현에서 키랄 페르미온에 약한 보손이 작용하는 것은 불가능할 것이다.페르미온의 4분의 1 표현은 다음과 같다.

${\displaystyle {bmatrix}e+i{\overline {e}+jv+k{\overline {v}\u_{r}+i{\overline {d_{r}}+k{\overline {d_g}}}\u_g+i{g}}\overline {g}$

페르미온의 사분위 표현과 관련된 또 다른 복잡성은 두 가지 유형의 곱셈이 있다는 것입니다. 왼쪽 곱셈과 오른쪽 곱셈입니다. 이 두 가지를 고려해야 합니다.좌측 및 우측 4 × 4 사분위 행렬을 포함하는 것은 추가 SU(2)를 추가하는 단위 사분위기에 단일 우측 곱셈을 포함하는 것과 같으므로 추가 중성 보손과 2개의 하전 보손이 있습니다.따라서 좌/우측 4 × 4 사분위 행렬의 그룹은 표준 모델 보손이 포함된 Sp(8) × SU(2)이다.

$\displaystyle {SU(4,H)_{L}\times H_{R}=Sp(8)\times SU(2)\times SU(2)\times SU(1)}$

$\delta {\displaystyle }${$displaystyle \psi}$가 4분의 1 값 스피너인 $경우{\displaystyle {}_{}^{}}$, A ${\displaystyle {}_{}^{}}$ a $b${\$displaystyle A_${\mu$}^{ab}$는 Sp(8)에서 오는 4분의 1 행렬, ${\displaystyle B_{}}$μ {\$displaystyle B_{\mu}}$는 순수 상상의 4분의 1(둘 다 4 벡터) 상호 작용이다.

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

옥토니언 표현

16개의 페르미온의 세대는 옥토니언의 각 원소가 8벡터인 상태에서 옥토니언의 형태로 만들 수 있다는 것을 알 수 있다.3세대가 대각 요소에 대한 특정 추가와 함께 3x3 에르미트 행렬에 놓이면, 이러한 행렬은 예외적인 (그래스만) 조던 대수를 형성하며, 이는 세부 사항에 따라 예외적인 라이 그룹 중 하나(F₄, E₆, E₇₈)의 대칭 그룹을 가진다.

$\displaystyle \psi = display{bmatrix}a&\mu \{\overline {e}}&b&\line \{\overline {mu}}&{\overline {\c\end {bmatrix}}}$

$\displaystyle [\psi _{A},\psi _{B}\subset J_{3}(O)}$

페르미온이기 때문에 요르단 대수의 반정류자는 정류자가 된다.E는 부분군 O(10)를 가지므로 표준 모형을 포함할 수 있을 만큼 충분히 큰 것으로₆ 알려져 있습니다.예를₈ 들어 E 게이지 그룹은 중성 보손 8개, 대전 보손 120개, 대전 항보손 120개를 가집니다.E의 가장₈ 낮은 배수에 있는 248 페르미온을 설명하기 위해서는, 이것들은 반입자를 포함하거나, 발견되지 않은 새로운 입자를 가지고 있거나, 입자의 회전 방향의 요소에 영향을 미치는 중력 유사 보손들을 가지고 있어야 합니다.이들 각각은 이론적인 문제를 안고 있다.

Beyond Lie 그룹

Lie 3-대게브라와 Lie 슈퍼대게브라를 포함한 다른 구조물이 제안되었다.이 두 가지 모두 양-밀스 이론과 맞지 않습니다.특히 Lie Superalgebras는 잘못된^{[clarification needed]} 통계를 가진 보손들을 도입할 것이다.그러나 초대칭성은 Yang-Mills에 적합합니다.

힘의 통일과 초대칭의 역할

힘의 통합은 재규격화 그룹 "실행"이라고 불리는 양자장 이론에서 힘의 결합 매개변수의 에너지 스케일 의존성으로 인해 가능하며, 이것은 통상적인 에너지에서 매우 다른 값을 가진 매개변수가 훨씬 더 높은 에너지 ^[8]스케일에서 단일 값으로 수렴될 수 있도록 한다.

표준 모델에서 3개의 게이지 커플링을 실행하는 재규격화 그룹은 초전하가 SU(5) 또는 SO(10) GUT와 일치하도록 정규화되면 거의 같은 지점에서 만나는 것으로 확인되었으며, 이는 단순한 페르미온 통일로 이어지는 GUT 그룹이다.이는 다른 Lie 그룹이 서로 다른 정규화를 유도하기 때문에 중요한 결과입니다.단, 표준 모델 대신 초대칭 확장 MSSM을 사용하면 매칭이 훨씬 정확해집니다.이 경우, 강약 상호작용과 전기 약 상호작용의 결합 상수는 GUT 척도로도 알려진 대통일 에너지에서 만난다.

$GeV$$$$UT}}\약$ 10$^{16},{\text{GeV$

일반적으로 이 매칭은 우연일 가능성이 낮으며, 초대칭 파트너 입자가 실험적으로 관찰되지 않았음에도 불구하고 초대칭 이론을 더 자세히 조사하려는 주요 동기 중 하나로 종종 인용된다.또한, 대부분의 모델 제작자는 단지 초대칭이 계층 문제를 해결하기 때문에, 즉, 방사 ^[9]보정에 대한 전기 약 힉스 질량을 안정화시키기 때문에 초대칭으로 가정합니다.

중성미자 질량

오른손 중성미자의 메이저라나 질량은 SO(10) 대칭에 의해 금지되기 때문에 SO(10) GUT는 오른손 중성미자의 메이저라나 질량이 해당 모델에서 자발적으로 대칭이 깨지는 GUT 척도에 가깝다고 예측한다.초대칭 GUT에서 이 척도는 시소 메커니즘을 통해 주로 왼손 중성미자(중성미자 진동 참조)인 빛의 실제 질량을 얻는 데 바람직한 것보다 큰 경향이 있다.이러한 예측은 GUT가 다른 페르미온 질량비를 예측하는 게오르기-잘스코그 질량 관계와는 무관하다.

제안된 이론

몇 가지 이론이 제시되었지만, 현재 보편적으로 받아들여지고 있는 것은 하나도 없다.중력을 포함한 모든 기본력을 포함하는 훨씬 더 야심찬 이론은 만물의 이론이라고 불립니다.일반적인 주요 GUT 모델은 다음과 같습니다.

GUT는 아닙니다.

주의: 이 모델들은 Lie 그룹이 아닌 Lie 대수를 참조합니다.Lie 그룹은 무작위로 예를 들면 [SU(4) × SU(2) × SU(2)]/Z일₂ 수 있다.

가장 유망한 후보는 SO(10)^[10][11]이다. (최소) SO(10)는 이국적인 페르미온(즉, 표준 모델 페르미온과 오른손 중성미자 이외의 추가 페르미온)을 포함하지 않으며, 각 세대를 하나의 환원 불가능한 표현으로 통합한다.다른 많은 GUT 모델은 SO(10)의 하위 그룹에 기초한다.최소 좌-우 모델 SU(5), 플립 SU(5) 및 Pati-Salam 모델입니다.GUT 그룹₆ E는 SO(10)를 포함하지만, 이에 기초한 모델은 훨씬 더 복잡하다.E 모델을 연구하는₆ 주된 이유는 E × E₈ 이종 끈 이론에서₈ 비롯됩니다.

GUT 모델은 단극, 우주 문자열, 영역 벽 등의 위상 결함의 존재를 일반적으로 예측합니다.하지만 아무것도 관찰되지 않았다.그들의 부재는 우주론에서 모노폴 문제로 알려져 있다.또한 많은 GUT 모델은 파티-살람 모델은 아니지만 양성자 붕괴를 예측한다. 양성자 붕괴는 실험에서 관찰된 적이 없다.양성자의 수명에 대한 최소 실험 한계는 최소 SU(5)를 거의 배제하고 다른 모델을 심하게 구속한다.지금까지 검출된 초대칭성의 결여도 많은 모형을 구속합니다.

• 프로톤 붕괴이 그림들은 X 보손과 힉스 보손을 나타냅니다.
• 

  SU(5) GUT에서${\displaystyle \mathrm{X보손}}$에 $매개$되는 Dimension 6 양성자 붕괴 (3${\displaystyle ,}$ 2)$-$$}})$

• 

  Dimension 6 양성자 붕괴는 X 보손 $({\displaystyle 3}$, 2)$$1 ${\displaystyle {\frac{6}{}}_{}}$ SU(5) GUT의 디스플레이 $스타일 ($3$,2)_{\frac {1}{6})$에 의해 매개됩니다.

• 

  Dimension 6 양성자 붕괴는 트리플렛 $힉스{\displaystyle }$T(${\displaystyle 3{,}_{}1}$) - $($T(3$,1$)$_$${-{\frac {1}{3}}}$ 및$$ 안티트리플렛 힉스 T $\delta {\displaystyle \stackrel{}{}}$(3${\displaystyle \stackrel{}{}†,}$1) $($ 스타일 ${T}(\bar {3}})$ {1} {1}}에 의해 매개된다.

SU(5)와 SO(10)와 같은 GUT 이론 중 일부는 이른바 더블렛-트리플렛 문제를 겪습니다.이 이론들은 각각의 전기 약 힉스 더블렛에 대해 매우 작은 질량을 가진 대응하는 색상의 힉스 트리플렛 장이 있다고 예측한다(여기 GUT 척도보다 많은 크기가 작음).이론적으로, 쿼크와 렙톤을 통합하면, 힉스 더블렛은 또한 힉스 트리플렛과 통합될 것입니다.그러한 세쌍둥이는 관찰되지 않았다.또한 이는 매우 빠른 양성자 붕괴(현재 실험 한계보다 훨씬 낮음)를 유발하고 게이지 결합 강도가 재규격화 그룹에서 함께 실행되는 것을 방해할 수 있다.

대부분의 GUT 모델에서는 매터 필드를 3중으로 복제해야 합니다.이와 같이, 그들은 왜 페르미온의 3세대가 존재하는지 설명하지 않는다.대부분의 GUT 모델은 또한 다른 세대에 걸쳐 페르미온 질량 사이의 작은 계층 구조를 설명하지 못합니다.

재료

GUT 모델은 콤팩트한 Lie 그룹인 게이지 그룹, 해당 Lie 그룹에 대한 연결 형식, Lie 대수에 대한 불변 대칭 쌍선형 형식에 의해 주어진 연결에 대한 Yang-Mills 작용(각 인자에 대한 연결 상수에 의해 지정됨), 값을 갖는 다수의 스칼라 장으로 구성된 힉스 섹터로 구성됩니다.Lie 그룹과 키랄 바일 페르미온의 실제/복잡한 표현에서 Lie 그룹의 복소수 표현 내에서 값을 취한다.Lie 그룹은 표준 모델 그룹을 포함하며 힉스 필드는 VEV를 획득하여 표준 모델에 대한 자발적인 대칭이 깨집니다.바일 페르미온은 물질을 나타낸다.

현황

현재 대통합이론에 의해 자연이 묘사된다는 확실한 증거는 없다.중성미자 진동의 발견은 표준 모델이 불완전하고 SO(10)와 같은 특정 GUT에 대한 새로운 관심을 불러일으켰음을 나타냅니다.특정 GUT의 몇 안 되는 실험 테스트 중 하나는 양성자 붕괴와 페르미온 질량이다.초대칭 GUT에는 몇 가지 특별한 테스트가 더 있습니다.그러나 연구를 통한 최소 양성자 수명(10-10년³⁴³⁵ 범위 이상)은 단순한 GUT와 대부분의 비수시 모델을 배제했다.양성자 수명에 대한 최대 상한(불안한 경우)은 SUSY 모델의 경우 6 x³⁹ 10년, 비 SUSY GUT의 ^[12]경우 1.4 x 10년으로³⁶ 계산된다.

QCD의 게이지 결합 강도, 약한 상호작용 및 초전하는 GUT 척도라고 불리는 공통 길이 척도로 충족되며 약 10 GeV(10 GeV의¹⁹ 플랑크 에너지보다 약간 작음)와 같아¹⁶ 보인다.이 흥미로운 수치적 관측은 게이지 커플링 통일이라고 불리며, 표준 모델 입자의 슈퍼파트너가 존재한다고 가정할 경우 특히 효과가 좋다.그러나 예를 들어 일반(비대칭) SO(10) 모델은 Pati-Salam 그룹과 같은 중간 게이지 스케일로 분해된다고 가정함으로써 동일한 결과를 얻을 수 있다.

울트라 유니파이드

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2020년에는 제시된 이론"울트라 통일"[13]라고 불리는 오른손 불임 중성미자의 필요성 없이 새로운gapped 위상 단계 부문은nonperturbative 세계적인 이상 취소로 일관된를 추가함으로써 그 표준 모델과 웅장한 통일 세대당 15바일 fermions과 모델들은 특히 결합할 것이다.둥근 빵순서론 제약 조건(특히 바리온 마이너스 렙톤 수 B-L, 전기 약초전하 Y 및 Z/16Z 등급 이상과 같은 혼합 게이지-중력 이상)갭 위상 섹터는 대칭 확장을 통해 구성되며, 그 저에너지는 4차원 반전 불가, 5차원 반전 불가 또는 5차원 반전 가능 갭 위상 TQFTS와 같은 유니터리 로렌츠 불변 위상 양자장 이론(TQFT)을 포함한다. 그 대신에 오른손잡이도 있을 수 있다.혼합 게이지-중성계 이상을 상쇄하기 위해 무균 중성미자, 간격 없는 무입자 물리학 또는 보다 일반적인 상호 작용 등각장 이론의 조합.어느 경우든, 이것은 선과 표면 연산자, 또는 개방된 끝이 분리된 프랙셔널화된 입자 또는 임의의 음열을 가지고 있는 conformal 결함과 같은 gaped 확장 물체를 포함하여 새로운 유형의 위상 힘과 물질에 의존하는 기존의 0차원 입자 물리학을 뛰어넘는 새로운 고에너지 물리학의 경계를 의미합니다.인용문이러한 갭 확장 객체의 물리적 특성화를 위해서는 코호몰로지, 코보디즘, 또는 입자물리학의 범주와 같은 수학적 개념의 확장이 필요합니다.

「 」를 참조해 주세요.

• B - L 양자수
• 고전적 통일장 이론
• 패러다임의 변화
• 표준 모델을 뛰어넘는 물리
• 만물의 이론
• X보손과 Y보손

메모들

레퍼런스

추가 정보

• Stephen Hawking, A Brief History of Time은 간단한 인기 개요를 포함합니다.
• Langacker, Paul (2012). "Grand unification". Scholarpedia. 7 (10): 11419. Bibcode:2012SchpJ...711419L. doi:10.4249/scholarpedia.11419.

외부 링크

• 대통합이론의 대수학