Каково наиболее естественное определение константы слабого гиперзарядового взаимодействия, если великое объединение неверно?

Сложный вопрос. Вот известный график работы трех констант связи в стандартной модели:Ход соединительных муфт манометра

На верхней кривой графика показано изменение константы связи α 1 . Это связь константы связи слабого гиперзаряда для группы слабого гиперзаряда U ( 1 ) Д , которая является одной из трех калибровочных групп Стандартной модели физики элементарных частиц.

Но есть хитрая деталь. В этой кривой α 1 умножается на 5 / 3 . Этот фактор 5 / 3 исходит из предположения, что ТВО действительны. Фактор гарантирует, что различные групповые следы U ( 1 ) Д , С U ( 2 ) и С U ( 3 ) нормируются правильным образом, когда они образуют С U ( 5 ) , С О ( 10 ) или любая другая калибровочная группа великого объединения.

В случае, если великое объединение ошибочно, фактор 5 / 3 нельзя вывести. Какой фактор был бы естественным в этом случае?

Добавлено уточнение после замечаний Любоша Мотла: в вопросе предполагается, что используется обычное определение слабого гиперзаряда, Д Вт "=" 2 ( Вопрос − Т 3 ) , в котором левые кварки имеют гиперзаряд 1 / 3 .

Ответы (1)

Конечно, нет однозначного ответа, потому что, если нормальное вложение и теория ТВО неверны, все еще может существовать другая действительная теория, которая, естественно, включает такое же или (почти) любое другое масштабирование константы тонкой структуры гиперзаряда.

Если вы говорите, что GUT ошибочна , это далеко не указывает на то, что на самом деле верно . Когда речь идет о константах связи и других вещах, ТВО более предсказуема, чем теории без какой-либо унификации — это характерная черта унифицирующих теорий. Поэтому, если вы скажете, что ТВО ошибочно , вы просто уменьшите способность предсказывать и объяснять закономерности в Природе, поэтому вы не можете ожидать, что с помощью этого отрицательного предположения вы получите положительные предсказания. Не следует ожидать, что, отбрасывая теории, призванные что-то объяснять, автоматически найдутся разные ответы на вопросы.

Конечно, если вы предполагаете нормализацию без связи между какими-либо группами, где гиперзаряд U ( 1 ) нормируется, как и любой другой U ( 1 ) будет, и ваша цель — максимально упростить формулы на бумаге (что на самом деле не является физическим критерием), тогда 5 / 3 заменяется 1 . Вы просто опускаете 5 / 3 фактор. Но это своего рода бессодержательное утверждение, потому что сравнивать константы тонкой структуры различных групповых факторов можно только в том случае, если между ними существует какая-то связь, которая либо является великим объединением, либо играет ту же роль.

Еще одно предварительное замечание: при низких энергиях неверно, что постоянная тонкой структуры гиперзаряда перенормирована другим простым фактором, таким как 5 / 3 дает электромагнитную постоянную тонкой структуры. В масштабе ТВО аналогичные соотношения существуют, но электромагнитная постоянная тонкой структуры там не определена четко.

Спасибо за ваши замечания. Вы видите, что я вообще не говорю о постоянной тонкой структуры в этом вопросе, а только, как вы мне любезно объяснили, о константе гиперзарядовой связи.
У меня проблема в том, что я совсем не уверен, что 1 более естественна, чем 5/3; в равной степени это может быть и другое значение. На самом деле значение 1 будет означать, что U(1) и SU(2) имеют одинаковые константы связи и что угол слабого смешивания имеет sin^2 = 1/2. Не очевидно, что это самый естественный выбор.
Я думал только о том, что произойдет, если GUT ошибается. Если довести ваше замечание до крайности, это будет означать, что нормализация слабого гиперзаряда вообще не фиксируется, если GUT ошибочны.
Но нормировку надо как-то зафиксировать, потому что нормализация фиксирует/входит в слабый угол смешивания.
В конце концов, константы связи можно измерить, поэтому должна быть возможность их однозначного определения.
Возможно, вопрос нужно было бы перефразировать таким образом, чтобы он показывал график с величиной, не зависящей от нормализации. Существует свобода определения любой константы связи; полная связь определяется произведением квантового числа и константы связи. Существует свобода перетасовки факторов между ними. Идеальный график должен отображать произведение двух значений, чтобы исключить проблемы с перетасовкой.
Проще говоря, я не согласен с тем, что для сравнения трех констант требуется ТВО или что-то подобное. Это неправильно. Идея вопроса состоит в том, чтобы предположить, что стандартная модель верна при всех энергиях, а затем нарисовать график взаимосвязей независимым от нормализации способом.
@Claude: «Если довести ваше замечание до крайности, это будет означать, что нормализация слабого гиперзаряда вообще не фиксируется, если GUT ошибочны». - В этом заявлении нет ничего экстремального. Это совершенно безобидно, невинно, очевидно верно, и это было главное, что я хотел донести своим ответом. Вы можете нормализовать свои поля любым удобным для вас способом, и если между разными полями нет связи, похожей на унификацию, вы также можете по-разному нормализовать разные поля.
@Claude: «В конце концов, константы связи можно измерить, поэтому должна быть возможность определить их однозначно». - Константы связи могут быть измерены, например, по рассеянию заряженных частиц с единичными зарядами. Но для U ( 1 ) калибровочные группы, лежащие в основе зарядов, общеизвестно, что «единичные» заряды неоднозначны. Даже для электрического заряда действительно сомнительно, что единичный заряд переносится позитроном. + е , или даун-антикварк, + е / 3 . В более сложных теориях с более общим спектром становится еще более сомнительным, что такое «единичный заряд» и, следовательно, «что такое г ", слишком.
В конкретном случае гиперзаряда см. en.wikipedia.org/wiki/Hypercharge , чтобы получить некоторое представление о значениях. Кварки и лептоны имеют Д равно различным кратным 1 / 3 . Более того, существуют два сравнительно частых соглашения о том, следует ли Вопрос "=" я 3 + Д или я 3 + Д / 2 , добавляя еще одну двусмысленность в соглашения о нормализации Д ; в не- 1 / 2 соглашение, Д является кратным 1 / 6 . Что можно измерить, так это, например, амплитуду рассеяния двух нижних кварков, но константа связи является всего лишь одним множителем в одном члене полного выражения.
Каково наиболее естественное определение константы слабого гиперзарядового взаимодействия, если великое объединение неверно?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v