Теорії великого об’єднання: історія виникнення, основні положення

Історія назви

Абревіатура GUT (ТВО) вперше була придумана в 1978 році дослідниками ЦЕРН Джоном Еллісом, Анджей Бурасом, Мері К. Гайард і Дмитром Нанопулосом, однак в остаточній версії своїй статті вони вибрали GUM (маса великого об’єднання). Nanopoulos пізніше в тому ж році був першим, хто використав абревіатуру в статті. Стисло кажучи, на шляху до теорії великого об’єднання була виконана маса роботи.

Спільність концепцій

Скорочення SU використовується для позначення теорій великого об’єднання, що часто буде згадуватися у цій статті. Той факт, що електричні заряди електронів і протонів, мабуть, взаємно компенсують один одного з граничною точністю, є суттєвим для макроскопічного світу, яким ми його знаємо, але це важлива властивість елементарних частинок не пояснюється в стандартній моделі фізики елементарних частинок. У той час як опис сильних і слабких взаємодій в стандартній моделі засновано на калібрувальних симметриях, керованих простими групами симетрій SU (3) і SU (2), які допускають тільки дискретні заряди, що залишилася компонента, взаємодія слабкого гіперзаряда, описується абелевой симетрією U (1), яка в принципі допускає довільне розподіл зарядів.

Спостережуване квантування заряду, а саме той факт, що всі відомі елементарні частинки несуть електричні заряди, які представляються точними кратними ⅓ елементарного заряду, привело до ідеї, що гиперзарядные взаємодії і, можливо, сильні і слабкі взаємодії можуть бути вбудовані в одне велике об’єднане взаємодія, описуване одній більшій простий групою симетрії, що містить стандартну модель. Це автоматично передбачить квантованную природу і значення всіх зарядів елементарних частинок. Оскільки це також призводить до прогнозу відносних сил основних взаємодій, які ми спостерігаємо, зокрема, до слабкого куті змішування, Grand Unification в ідеалі зменшує кількість незалежних вхідних параметрів, але також обмежується спостереженнями. Якою б універсальної не здавалася теорія великого об’єднання, книги по ній не надто популярні.