Теории Великого объединения (ТВО).Бегущие константы связи

Единое описание трех взаимодействий:сильного .электромагнитного и слабого-является целью теорий великого объединения (ТВО). В основе модели великого объединения лежит гипотеза о том, что сильное взаимодействие, описываемое квантовой хромодинамикой (КХД) и обладающее локальной цветовой симметрией и электрослабое взаимодействие (ЭСВ) с локальной симметрией являются низкоэнергетическими «остатками» единого калибровочного взаимодействия с более широкой группой локальной симметрии описываемой единой константой . В этих теориях выбирается в качестве основной достаточно большая калибровочная группа и в такую группу «вкладываются» группы КХД и и электрослабой теории.

Объединенная симметрия спонтанно нарушена на сверхмалых расстояниях на много порядков меньше тех, при которых происходит объединение электромагнитного взаимодействия и слабого взаимодействия в электрослабое взаимодействие.

Фундаментальными фермионными полями в теории великого объединения являются кварки u, d и лептоны, которые группируются в три поколения: кварки u,d с электроном e^- и электронным нейтрино образуют первое поколение, кварки c,s с мюоном и мюонным нейтрино образуют второе поколение, и кварки t,b вместе с тау-лептоном и тау-лептонным нейтрино – третье поколение:

(2.134)

Массы кварков и лептонов растут с увеличением номера поколения. Важным следствием ТВО является предсказание нестабильности (распада) протона.

Группа локальной симметрии теории великого объединения должна включать группы локальной внутренней симметрии сильного, слабого и электромагнитного взаимодействия с тремя константами связи, зависящими от цветового заряда g₃, слабого заряда g₂, электрического заряда g₁ и двенадцатью калибровочными бозонными полями: восемью глюонами, тремя вионами и фотоном.

С ростом энергии эффективные константы слабого и электромагнитного взаимодействия должны расти, а хромодинамическая константа должна уменьшаться так, чтобы при энергиях 10¹⁵ Гэв (энергетический масштаб великого объединения) все три константы должны стать равными.

Взаимодействия в Стандартной модели зависят от 28 фундаментальных констант, включающих:

1 постоянную гравитации ,

1 постоянную тонкой структуры ,