¿Existe alguna explicación para la relación 3:2:1 entre las cargas eléctricas del electrón y de los quarks ascendente y descendente?

Question

Entiendo que la fórmula NNG relaciona $Q$ , $I_3$ y $Y$ y puede derivarse en QCD; ¿predice esto sin ambigüedades las relaciones de carga eléctrica sin hacer suposiciones sobre las definiciones de isospin e hipercarga?

Si es así, ¡me parece poco intuitivo! ¿Por qué una partícula que lleva $SU(3)$ carga de color importa qué carga tiene bajo la electrodébil totalmente separada $U(1)\times SU(2)~$ ¿simetrías?

Si no es así, ¿existe un nombre para el "problema" de explicar las proporciones de carga?

Answer 1

Existe una relación no trivial entre la carga eléctrica y el negocio fuerte, a saber, que hay instantones que provocarán la desintegración del protón. Así que no es del todo cierto que no existan relaciones--- el requisito de la cancelación de anomalías requiere que el proceso de desintegración del protón conserve la carga, y así relaciona la carga total del protón con la carga total del electrón.

Los números U(1) son una completa locura. La única explicación sensata es que proceden de una GUT SU(5) (o SO(10) o E6 o alguna versión superior de la idea SU(5)). La reducción de cargas de SU(5) se explica en esta respuesta: ¿Existe una exposición concisa pero completa del Modelo Estándar?

Esto da las proporciones 1,2,3,6 de las asignaciones de hipercarga en la naturaleza, y explica completamente las locas cargas de los quarks. También es una forma automática de asegurar la cancelación de anomalías. Esto, y la unificación aproximada de la constante de acoplamiento, son las dos pruebas más sólidas de una GUT a una escala de $10^16$ GeV o por ahí.