Объясняет ли какая-нибудь объединяющая теория, почему природа хиральна?

В настоящее время я изучаю физику элементарных частиц и нахожу весьма удивительным экспериментальный факт, что безмассовые частицы всегда являются левосторонними. Фактически, необходимость добавления проекторов в лагранжиан кажется не очень фундаментальной, а скорее прагматичной специальной вещью, к которой пришли физики-теоретики. вверх с.

Вопрос в том, объясняет ли эта асимметрия какая-либо современная объединяющая теория? Может быть, существует теория, согласно которой левые и правые трактуются одинаково, или, по крайней мере, есть объяснение, почему природа «предпочитает» левые частицы.

Или, может быть, так устроена Вселенная, и мне просто нужно к этому привыкнуть... В любом случае, я хотел бы знать, что можно сказать о хиральности в объединяющих теориях.

Видимо, Е 8 × Е 8 Гетеротическая теория струн сделает это, как только они ее разработают. Помимо теории суперструн типа IIA, они хиральны .
+1 «... необходимость добавлять проекторы в лагранжиан кажется не очень фундаментальной, а скорее прагматичной специальной вещью, которую придумали физики-теоретики».
Это действительно выглядит странно, потому что преобразования четности идут от инерциальной системы отсчета к тому, что кажется другой разумной инерциальной системой (согласно повседневной жизни ЭМ + гравитации). Итак, у Коэна и Глэшоу была отличная идея, когда они предложили начать с неправильной симметрии. Они называют этот подход «совершенно специальной теорией относительности» arxiv.org/abs/hep-ph/0601236 (что не является объединяющей теорией и, следовательно, не является ответом, но я подумал, что изменение точки зрения будет уместным).
Но вам не нужно добавлять проекторы. Если вы признаете, что фундаментальные объекты — это спиноры Вейля, а спинор Дирака — это два различных спинора Вейля, связанных, например, массовыми членами, это не так уж и случайно.
Это похоже на то, что вопрос можно перефразировать так: «Каково происхождение нарушения четности»?

Ответы (4)

Я считаю, что модель Pati-Salam - это то, что вам нужно.

Краткий обзор: он сильно отличается от С U ( 5 ) объединение. Объединение кварков и лептонов достигается путем добавления четвертого цвета, помеченного как «сиреневый» для лептонов, так что, например, электроны являются сиреневыми даун-кварками. Группа симметрии сильного взаимодействия естественным образом расширяется до С U ( 4 ) . В то же время партнер Pati-Salam С U ( 2 ) р для С U ( 2 ) л вводится поле, восстанавливающее хиральность.

UPD: Пати-Салам — лишь один из примеров лево-правосимметричного ТВО. Существуют и другие модели, о которых упоминал innisfree@.

Почему не любая модель, в которой лево-правая симметричная группа ТВО спонтанно разбивается на SM? Почему Пати-Салам?
@innisfree нет причин, это просто самый известный пример (и, я думаю, первый из когда-либо созданных). Вы правы, для примера подойдет любая другая модель.
Ок, конечно. Вы можете добавить это в свой ответ, это полезная информация, имхо.

Не все безмассовые частицы являются левосторонними. Фотон, например, имеет две совершенно хорошие поляризации.

Фермион Дирака всегда можно записать в терминах левого спинора Вейля и комплексного сопряжения левого спинора (то есть правого спинора).

Часто бывает удобно принять это соглашение, но не более того. Единственная причина, по которой предпочтение отдается левому, а не правому, заключается в том, что слабые взаимодействия связаны с левыми частицами. Это особенно заметно для нейтрино (которые не безмассовы). Но правый электрон существует и имеет другой гиперзаряд и слабый изоспин, чем левый электрон, с которым он связан бозоном Хиггса.

Вы когда-нибудь обращали внимание на то, что одинаково ускоренные электроны (в антенном стержне) испускают фотоны одного и того же спина? В противном случае обычная радиоволна не имела бы такой колеблющейся составляющей электрического и магнитного поля.
Я действительно не уверен, как этот комментарий относится к киральным представлениям группы Лоренца, к которым относится ОП.
rwold Фотоны поляризованы, если все они претерпевают n выравнивания компонент своего электрического поля. Таким образом, положительная ось может указывать только в двух противоположных направлениях. Таким образом, для излучения антенны все фотоны в одной полуволне направлены в одном направлении, а в другой полуволне - в противоположном направлении. Теперь суть: направление компоненты магнитного поля сильно коррелирует с направлением электрического поля. Это означает, что имеет место только одно из двух направлений вращения.
Я действительно не думаю, что это связано с вопросом. Это свойство фотонов в определенных обстоятельствах, в то время как вопрос предполагает, что все безмассовые частицы по своей сути являются левыми.
Это было замечание только к вашему утверждению, что «Фотон, например, имеет две совершенно хорошие поляризации».

В Стандартной модели (СМ) физики элементарных частиц фермионы считаются левосторонними. Причина в том, чтобы учесть нарушение четности в слабых взаимодействиях. Что является фактом природы. Если один заезд, то будет видно, что В − А тип тока может объяснить включение левых фермионов ( В + А тип тока также возможен, но это определяется экспериментальным путем).

Минимальным расширением СМ является лево-правая симметричная модель, предложенная Рабиндрой Мохапатрой и Гораном Сеньяновичем еще в конце семидесятых на основе калибровочной группы. С U ( 2 ) л × С U ( 2 ) р × U ( 1 ) Б − л . В этой модели фермионные поля отнесены к дублетам

л л я "=" ( ν е − ) л я л р я "=" ( ν е − ) р я Вопрос л я "=" ( ты г ) л я Вопрос р я "=" ( ты г ) р я

Из полевых представлений видно, что и левые, и правые фермионы вступают в игру обеими руками. Преобразование между л и р поля достигают четности и обеспечивают инвариантность четности до самопроизвольного нарушения U ( 1 ) е .

Эта модель имеет интересные особенности и свободна от аномалий, а также выглядит более симметрично по сравнению с самим SM. Но, несмотря на интенсивные поиски, данных, подтверждающих эту модель, пока не найдено.

Недавно Рони Харник и др. опубликовали интересную статью . Где авторы рассматривали возможность существования Вселенной без слабых взаимодействий. Они предоставили теоретические аргументы в пользу того, что действительно возможно иметь стабильную вселенную с нуклеосинтезом, преобладанием материи, формированием структуры при отсутствии слабых взаимодействий, ответственных за нарушение четности.

Интересно знать с исторической точки зрения, но похоже, что это не попытка объяснить асимметрию (?)
@Helen, он упоминает о предлагаемом расширении С U ( 2 ) л × С U ( 2 ) р × . . . который самопроизвольно распадается на СМ.
Что вы имеете в виду, говоря, что фермионы считаются левыми? Конечно, только LH участвуют в слабых взаимодействиях, но, например, RH заряженные лептоны существуют и векторно взаимодействуют с фотоном.
@Косм, понятно. Но это больше похоже на описание, чем на «объяснение».

Теория, представленная в Schmelzer, I.: Конденсированная среда, интерпретация фермионов СМ и калибровочных полей, найдена. физ. об. 39, 1, с. 73-107 (2009), arXiv:0908.0591, предсказывает фермионный сектор, калибровочную группу СМ и ее действие на фермионы. См. http://ilja-schmelzer.de/matter для популярной презентации.

Учитывая, что он предсказывает калибровочную группу только как максимальную группу, удовлетворяющую некоторым предположениям, а обратное действие влево-вправо будет еще одним максимальным, он не дает точного ответа на вопрос, почему левша. Это мог быть и правша. Но они выше киральности.

Объясняет ли какая-нибудь объединяющая теория, почему природа хиральна?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v