суперобъединение

СУПЕРОБЪЕДИНЕНИЕ - объединение сильного, эл--магн., слабого и, возможно, гравитац. взаимодействий в рамках теории суперсимметрии. Стандартная модель великого объединения, включающая в себя единую теорию электрослабого взаимодействия с энергетич. шкалой ~100 ГэВ и квантовую хромодинамику, подтверждена опытом во всех своих предсказаниях. При переходе к теории С. возникает шкала существенно др. порядка (10¹⁵ ГэВ). Это ведёт к т. н. проблеме иерархии, т. е. трудностям в сосуществовании столь разных шкал. Масса скалярных Хиггса бозонов в стандартной модели должна быть порядка (10² -10³) ГэВ. Такое значение массы трудно понять при наличии квадратично расходящихся радиац. поправок и шкалы 10¹⁵ ГэВ. Нужны очень тонкие подгонки, теория становится "ненатуральной". Как добиться "натуральности"? Как уменьшить большое число параметров, присущих стандартной модели и С.? Какая симметрия может помочь сохранить небольшой массу хиггсовских бозонов? Единственным пока кандидатом является суперсимметрия. В суперсимметризов. теории уже нет квадратичных расходимостей по массе, квадратично расходящиеся добавки от бозонов взаимно сокращаются с такими же добавками от суперсимметричных партнёров, т. е. ферми-онов. Характерные для суперсимметрии теоремы о неперенормировке, о неизменении соотношений между параметрами при учёте радиац. добавок значительно облегчают вопрос об устойчивости выбора параметров на уровне древесного приближения.

В суперсимметризов. теории каждая обычная частица должна сопровождаться суперсимметричным партнёром, в супермультиплеты входит равное число фермионов и бозонов. Пока (1996) не обнаружено ни одного суперпартнёра, установлены только ниж. границы на их массы. Их поиск составляет важнейшую задачу новых ускорителей. Масса суперпартнёров должна быть достаточно большой, т. е. суперсимметрия должна быть сильно нарушенной. По-видимому, в механизме нарушения суперсимметрии существенную роль должна играть супергравитация .Возможные феноменологич. суперсимметричные модели, их достижения и трудности обсуждаются во мн. обзорах (напр., [1-3]).

Наиб. амбициозным С. является сверхъединая теория всех взаимодействий, включая гравитационное, на основе максимально расширенной N=8 супергравитации [4]. В такой теории все поля, и фермионные и бозонные, входили бы на равных правах и все были бы калибровочными полями. Существенная трудность здесь - тот факт, что присущая N=8 супергравитации ортогональная группа О (8), как калибровочная, не вмещает в себя группу стандартной модели великого объединения SU(3) x х SU(2) x U(1). Существуют попытки обойти эту трудность и сделать калибровочной унитарную группу SU (8). Такая группа содержит прямое произведение SU(5)x x SU(3). Первый сомножитель можно было бы отождествить с симметрией великого объединения, а второй - с симметрией поколений. Однако наибольшие надежды связываются с попытками достигнуть С. в рамках теории суперструны.

Лит.: 1) Nilles H. P., Supersymmetry, supergravity and particle physics, "Phys. Repts", 1984, v. 110, p. 1; 2) Haber H. E., Cane G. L., The search for supersymmetry. Probing physics beyond the standard model, "Phys. Repts", 1985, v. 117, p. 75; 3) Высоцкий М. И., Суперсимметричные модели элементарных частиц - физика для ускорителей нового поколения?, "УФН", 1985, т. 146, в. 4, с. 591; 4) Зумино Б., Супергравитация и великое объединение, в сб.: Геометрические идеи в физике, пер. с англ., М., 1983.

Е. А. Иванов, В. И. Огиевецкий.

   <<      Предметный указатель      >>