Великі єдині теорії (ГУТ)

📋 TL;DR

ГУТ передбачає єдину калібрувальну групу на високих енергіях.

Збіжність констант може покращуватись надсиметрією.

Ключовий прогноз — надзвичайно рідкісний розпад протона.

📐 Групи SU(5), SO(10)

SO(10) компактно розміщує один ферміонний рід у представництві 16; SU(5) — простіша, але з додатковими припущеннями.

🧪 Експерименти

Супер-Каміоканде встановлює нижні межі часу життя протона ~10³⁴ років.

🧭 Гайд з розрахунків

Однопетлеві рівняння ренормгрупи для α₁, α₂, α₃.

Оцінка енергії уніфікації з/без SUSY.

Обмеження з нуклеонного розпаду.

🧠 Групи та представлення

SU(5)

Найпростіша GUT, у якій ферміони однієї генерації розміщуються у 5̄ та 10 представленнях. Передбачає протонний розпад; базові версії напружено узгоджуються з поточними межами.

SO(10)

Уміщує праве нейтрино, природна реалізація механізму «see-saw». Багатша феноменологія і шляхи спонтанного порушення симетрії.

E6 та вище

Розширює можливості додатковими бозонами та ферміонами; піднімає питання аномалій і сумісності з даними.

🔬 Експеримент і космологія

Протонний розпад

Super-K встановлює межі τ_p > 10^34–10^35 років для різних каналів; нові експерименти підвищать чутливість.

Єдність куплінгів

З урахуванням SUSY константи зчеплення збігаються ближче; без SUSY — менше узгодження.

Космологічні сліди

Інфляційні моделі, монополі та доменні стінки можуть виникати при GUT-фазових переходах.

🧭 Від СМ до GUT

Ланцюги розпаду симетрій

SO(10) → SU(5) × U(1) → SU(3)×SU(2)×U(1) тощо; феноменологія залежить від вибору скалярів та VEV-ів.

Нейтрино і see-saw

Малі маси нейтрино природно виникають завдяки важким майорним правим компонентам.

Теоретичні основи

Групи SU(5), SO(10), представлення ферміонів, спонтанне порушення симетрії.

Передбачення

Розпад протона, ієрархії мас, обмеження на масу X/Y бозонів.

Експерименти

Super-Kamiokande, Hyper-K, межі на період напіврозпаду протона.

Часті запитання

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте SPH Fluid і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.