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Ruptura espontánea de simetría en SU(5) de la TRIPA?

Al final de este video conferencia acerca de grand unified teorías, Prof. Susskind explica que debe haber algún tipo adicional de un mecanismo de Higgs en el trabajo, para romper la simetría entre el $SU(2)$ $SU(3)$ contenida en un $SU(5)$ gran teoría unificada.

Cómo es este nuevo mecanismo de Higgs supone que funciona exactamente y dónde/qué el adicional de Higgs? Para evitar una demasiado rápida de la desintegración de protones en esta teoría, el $X$ $Y$ bosones de gauge de los procesos de mezcla de los leptones y los quarks debe ser enorme (3 órdenes de magnitud menor que la masa de Planck). ¿Cómo pueden conseguir una masa enorme, en comparación con los gluones y la electrodébil bosones?

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Nick Puntos 583

El más simple $SU(5)$ INTESTINO de Higgs se transforma a medida ${\bf 10}$ en el indicador de grupo, un tensor antisimétrico $5\times 4/2\times 1$ con dos índices de la misma clase (sin compleja conjugación). El 2-dimensional representación de $SU(2)$ tiene una antisimétrica invariante $\epsilon_{ab}$ y si se amplía este tensor antisimétrico para 5 valores de los índices de $SU(5)$ y sólo el $ab=45$ componente distinto de cero, se rompen las $SU(5)$ $SU(2)$ rotación $45$ $SU(3)$ rotación de los restantes $123$.

Uno podría a priori pensar en otras representaciones, por ejemplo,${\bf 15}$, de la simetría del tensor con dos índices de $5\times 6/2\times 1$. Pasa la prueba básica: Usted puede imaginar que determina una forma bilineal en las 5 dimensiones fundamentales de la representación que tiene un diferente coeficiente para el grupo de 3 vectores de la base y diferente para el resto de los 2 vectores de la base entre el 5, así que algo que te dice $$ds^2 = A(da^2+db^2+dc^2)+B(dd^2 +de^2) $$ donde $A,B$ son diferentes coeficientes complejos y $(a,b,c,d,e)$ es un complejo de 5 dimensiones "vector" en los fundamentales de la representación. Es fácil ver que los distintos valores de $A,B$ romper la simetría rotacional $SU(5)$ entre los cinco $(a,b,c,d,e)$ $SU(3)\times SU(2)$ $a,b,c$ $d,e$por separado.

Es difícil escribir realista potenciales para éste – y por otra parte, la hypercharge $U(1)$ a que se debe componer de la $U(1)$ factores en la $U(2)$, $U(3)$ subgrupos – no surgir correctamente (la forma bilineal de arriba no es invariante bajo cualquier $U(1)$)–, pero existen otras, más grandes representaciones de la partícula de Higgs en $SU(5)$ que potencialmente puede hacer el trabajo agotador.

En $SO(10)$ medidor de teorías, por lo general se necesita un 16 dimensiones de la representación para hacer el Higgsing a $SU(5)$. El $SU(5)$ es el subgrupo preservado por una sola quirales spinor. También puede ser un 126 dimensiones de Higgs multiplet a hacer cosas similares (antisimétrica, auto-dual, con 5 índices), pero no quiero la lista de todos los grupos de teoría que se emplea en gran unificación aquí.

En la teoría de cuerdas, la rotura de la TRIPA de calibre grupo a menudo los beneficios de la no-el campo teórico de mecanismos tales como los flujos y la Wilson líneas alrededor de algunos ciclos en la compactified dimensiones. El Wilson línea es un monodromy, un elemento de la original intacta grupo gauge, y el calibre de los subgrupos que conmuta con el monodromy permanece intacta. Tiene algunas ventajas porque la partícula de Higgs, los campos en el INTESTINO de las teorías (y sus potenciales) puede ser bastante desordenado y por otra parte, la fibrosa enfoque puede justificar más estructurado de los acoplamientos de Yukawa por varios quarks y leptones que probablemente es necesario.

INTESTINO teorías tienen su propia escala de la energía, el INTESTINO escala, por lo que todos masiva de cosas tales como la $X,Y$ nuevos bosones de gauge, así como la nueva INTESTINO Higgses son, naturalmente, de esta pesada, cerca de $10^{16}\,{\rm GeV}$. Hay otras maneras aparte de la desintegración de protones restricciones para obtener esa energía de la escala es la escala a la que debidamente normalizado tres Modelo Estándar de calibre acoplamientos aproximadamente unificar (casi exactamente cuando la supersimetría es agregado).

Así que antes de que uno responde a su pregunta, debe ser revertida. La pregunta correcta es ¿por qué el resto de los campos (y dimensionful parámetros) son tan inmensamente luz relativamente a la TRIPA de la escala. Debido a que la mayoría de ellos son derivados de la electrodébil masa del Higgs de una manera o de otra (gluon es formalmente masa aunque es confinado en la QCD escala, y uno explica la QCD la escala de la escala en la que el lentamente de forma logarítmica ejecución de QCD acoplamiento sólo crece a 1 si salimos a correr a partir de un valor razonable, cerca de la TRIPA de la escala), esta pregunta, en realidad, se pregunta por qué la electrodébil bosón de Higgs es mucho más ligero que el INTESTINO escala. Esta pregunta es conocido como el problema de la jerarquía y ha sido el principal misterio que estaba conduciendo mucho del trabajo de la fenomenología y de la construcción de modelos aunque el LHC, por sus ver nada nuevo, es cada vez más lo que sugiere que no puede haber ninguna "buena respuesta" a este rompecabezas.

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