Вопрос 6.1.4. Что такое великое объединение?

Ответ 6.1.4.Успехи теории ЭСлВ очевидны. Сейчас создается единая теория слабого, электромагнитного и сильного взаимодействий, которые рассматриваются как проявления одного электроядерного взаимодействия. Соответствующие построения именуют великим объединением (великим синтезом).

Основная идея великого объединения в своей принципиальной основе довольно проста. Если отвлечься на время от неудобных вопросов, связанных с массами частиц и скалярными бозонами, то существующая картина фундаментальных сил достаточно красивая: СВ, СлВ и ЭВ обусловлены существованием группы локальной симметрии SU(3)SU(2)U(1) с ее тремя константами связиg₃,g₂,g₁и двенадцатью калибровочными полями – 8 глюонов, 3 промежуточных бозона и 1 фотон. На достаточно малых расстояниях все эти силы в основном похожи друг на друга и приводят к потенциалу типа кулоновского (~g²/r). Слова «малые расстояния» для СВ означают длины, много меньшие размеров адронов, т. е. много меньшие 10^-15м, там господствует асимптотическая свобода. Для ЭлСлВ закон Кулона вступает в силу на расстояниях, много меньших комптоновской длины волныW- иZ-бозонов, т. е. много меньших 10^-18м. На этих малых расстояниях наличие масс у бозонов несущественно. Три заряда приr~ 10^-19м не так уж далеки друг от друга:

_s=g₃²/41/10,_W=g₂²/41/27,_e=g₁²/41/129

и проявляют тенденцию к сближению. (_e> 1/137 в связи с уменьшением вакуумной экранировки при уменьшении расстояния).

В качестве исходной следует взять такую единую глобальную симметрию, которая содержала бы симметрии относительно преобразований из групп U(1),SU(2) иSU_C(3) как частные случаи. Тогда в соответствующие мультиплеты войдут и лептоны, и кварки, причем преобразования симметрии будут переводить эти частицы друг в друга, так что различие между ними как бы сотрется. После этого глобальные преобразования должны быть локализованы, в результате чего возникнут безмассовые калибровочные поля – прообразы фотона, промежуточных бозонов и глюонов. Наконец, следует включить скалярные поля и с помощью механизма Хиггса смешать безмассовые калибровочные бозоны, снабдить некоторые из получающихся частиц массами, а заодно наделить массами и фермионы. Такова основная идея и общая программа действий. К сожалению, столь прямолинейный подход в создании единой теории нереальный, т. к. приводит к огромному количеству промежуточных и хиггсовских бозонов.

Вопрос 6.1.5. Что такое стандартная модель?

Ответ 6.1.5.Менее совершенная модель по сравнению с ТВО.

[1,c. 5]

[1, cc. 27 – 31]. Сравнительная характеристика стандартной модели и теории великого объединения (СМ и ТВО).

вопрос	СМ	ТВО
группа ЛКС	SU(3)CSU(2)EWU(1)EW	SU(3)CSU(2)EWU(1)EW  G
независимые калибровочные константы	gS,g,g^/– не связаны между собой	gGU
шкала малых расстояний, где происходит спонтанное нарушение симметрии	~ 10^– 13см дляgS, ~ 10^– 16см дляg^/	~ 10^– 28 см (проблема иерархий)
число свободных параметров	меньше, чем в ТВО	больше, чем в СМ
предсказания	?	1) нестабильность протона; 2) n-ñ-осцилляция
угол Вайнберга W=g/g^/	определяется экспериментально	вычисляется
какие дополнительные объяснения может дать теория?	?	1) барионная асимметрия; 2) nB/nв микроволновои фоновом излучении
возможность сделать утверждение о числе фермионных поколений	да?	нет