Как эксперимент Супер-Камиоканде фальсифицирует SU(5)?

В своей книге «Проблемы с физикой» Ли Смолин пишет, что он до сих пор потрясен фальсификацией$SU(5)$Модель Джорджи-Глэшоу по нулевым результатам экспериментов по распаду протона.

Я хотел бы получить простое , но, если возможно, количественное объяснение того, как$SU(5)$фальсифицируется нулевыми результатами таких попыток, как Супер-Камиоканде, засвидетельствовать распад протона? Очевидно, что эта теория предсказывает распад протона, и мы этого не видели, но достаточно ли долго мы ждали или достаточно тщательно искали, чтобы с разумной уверенностью сказать, что нулевой результат опровергает теорию?

Я не физик элементарных частиц, и вы могли бы услышать мой ответ со стороны на вопрос «Каково значение групп Ли SO (3) и SU (2) для физики элементарных частиц?» оценить уровень моей компетентности.

Вот мои рассуждения до сих пор, поэтому, если это не так (если это так, пожалуйста, поправьте меня), пожалуйста, используйте следующее, чтобы помочь структурировать ответ.

1. Модель Джорджи-Глэшоу постулирует, что теория первичной Вселенной была калибровочной теорией с$SU(5)$группа структуры. Таким образом, эта симметрия физических законов является точной в отсутствие какого-либо механизма нарушения симметрии, который укоренился сегодня. Я хотел бы знать, есть ли краткое изложение того, каким может быть этот механизм нарушения симметрии.

2. Таким образом, при достаточно высоких энергиях — гораздо больших, чем падение потенциала, которое сегодня физические системы получают от «падения с потенциального холма», порожденного механизмом нарушения симметрии в (1), — частицы стандартной модели должны вести себя в соответствии с древними представлениями.$SU(5)$-симметричные законы.

3. Кварки и лептоны оказались бы не фундаментальными, а суперпозициями частиц$SU(5)$теория.

4. Итак, кварки и лептоны действительно связаны, и при сегодняшних повседневных уровнях энергии должна существовать крошечная, но ненулевая скорость «перепрыгивания энергетического барьера объединения» — квантового туннелирования — так что протоны должны медленно спонтанно становиться другими суперпозициями$SU(5)$модельные частицы - т.е. протоны должны "распадаться".

Таким образом, скорость распада связана с величиной энергии объединения.

Предположительно, если$SU(5)$можно считать фальсифицированным, у нас есть разумная уверенность в верхней границе энергии объединения, такой, что очень медленные скорости распада протона ($<10^{-34} \mathrm{year}^{-1}$), согласующиеся с нулевым результатом Супер-Камиоканде, подразумевают, что энергия объединения значительно превышает эту верхнюю границу. Обычно скорость квантового туннелирования экспоненциально зависит от размеров барьера, поэтому небольшие ошибки в энергетических барьерах означают огромные ошибки в скорости туннелирования, поэтому мне было бы интересно увидеть анализ чувствительности результатов к погрешностям наблюдений.

Итак, в общем, вот мои вопросы:

1. Насколько подробно энергия объединения связана с подразумеваемой скоростью распада?

2. Откуда мы знаем, каковы энергии объединения или, вероятно, могут быть? Как мы можем быть уверены, что ограничения этих энергий подразумевают, что мы должны наблюдать распад протона?

3. И наоборот, каким может быть механизм нарушения симметрии для$SU(5)$?

Поскольку эти вещи, вероятно, хорошо известны соответствующим людям, ссылки вместо подробных ответов были бы для меня, безусловно, приемлемы.