Единые модели в теории поля

Спецкурс для аспирантов “Единые модели в теории поля”.

Лектор: доцент кафедры теоретической физики К.В.Степаньянц

Часть 1.

Стандартная модель сильных и электрослабых взаимодействий.
Сокращение аномалий в стандартной модели.
Теория Великого объединения (ТВО), основанная на группе SU(5): вложение группы стандартной модели, размещение фермионов одного поколения по неприводимым представлениям группы SU(5).
Калибровочные бозоны в SU(5) ТВО. Предсказание для угла Вайнберга и объединения констант связи. Свойства дополнительных (по сравнению со Стандартной моделью) тяжелых калибровочных бозонов.
Возможность нарушения группы SU(5) до SU(3)XSU(2)XU(1) с помощью механизма Хиггса. Хиггсовские бозоны в SU(5) модели. Проблема точной подстройки при расщеплении дуплета и триплета хиггсовских полей.
Лагранжиан фермионного сектора SU(5) ТВО. Его низкоэнергетический предел. Взаимодействие кварков и лептонов с тяжелыми калибровочными бозонами.
Несохранение барионного и лептонного числа в SU(5) ТВО. Сохранение B-L. Распад протона и связанного нейтрона. Оценка времени жизни протона.
Объяснение малости массы нейтрино в ТВО. Качельный механизм. Осцилляции нейтрино.
Сокращение аномалий в SU(5) ТВО.
Однопетлевое ренормгрупповое поведение констант связи в (несуперсимметричной) Стандартной модели. Его несоответствие с предсказаниями SU(5) ТВО.
ТВО, основанная на группе SO(10): Вложение группы SU(5) в SO(10), размещение фермионов одного поколения в неприводимом представлении 16 группы SO(10). Юкавское взаимодействие в SO(10) ТВО.
Основные сведения о группе E_6. Ее применение для построения теорий Великого объединения.

Часть 2.

Суперсимметрия и Стандартная модель: необходимость нарушения суперсимметрии.
Общая теория спонтанного нарушения суперсимметрии. Механизмы Файе-Илиопулоса и О’Райферти. Соотношение между массами при спонтанном нарушении глобальной суперсимметрии.
Мягкое нарушение суперсимметрии.
Минимальная Суперсимметричная Стандартная модель (МССМ): состав полей и действие.
Спонтанное нарушение калибровочной симметрии в МССМ.
Спектр калибровочных и хиггсовских бозонов в МССМ. Предсказание для масссы легчайшего хиггсовского бозона.
Генерация масс других полей в МССМ.
Глобальные законы сохранения в МССМ: барионное число, лептонное число, R-четность. Стабильность легчайшего суперпартнера. Возможные слагаемые, нарушающие сохранение R-четности.
Ренормгрупповое поведение бегущих констант связи в МССМ. Его соответствие с предсказаниями теорий Великого объединения.
Основные особенности суперсимметричных теорий Великого объединения.
N=1 супергравитация и ее взаимодействие с материей.
Условия спонтанного нарушения локальной суперсимметрии. Масса гравитино и ее масштаб. Соотношение между массами при спонтанном нарушении локальной суперсимметрии.
Нарушение суперсимметрии в скрытом секторе. Модель Полони.
Взаимодействие наблюдаемого и скрытого секторов. Эффективное появление слагаемых, мягко нарушающих суперсимметрию в наблюдаемом секторе.
Проблема малости космологической постоянной. No-scale супергравитация.

Литература:

Т.-П.Ченг, Л.-Ф.Ли. "Калибровочные теории в физике элементарных частиц".
R.Mohapatra. "Unification and supersymmetry: the frontiers of quark-lepton physics."
P.Langacker, Phys. Rept., 72, (1981), 185.
L.-F.Li, Phys. Rev., D9, (1974), 1723.
C.P.Dokos, T.N.Tomas, Phys. Rev., D21, (1980), 2940.
П.Уэст. "Введение в суперсимметрию и супергравитацию".
Ю.Весс, Дж.Беггер. "Суперсимметрия".
M.Sohnius, Phys. Rept., 128, (1985), 3.
J.Gates, M.Grisaru, M.Rocek, W.Siegel. "Superspace or one thousand and one lessons in supersymmetry".
S.Weinberg. "The quantum theory of fields", volume III -- Supersymmetry.
H.Nilles, Phys. Rept., 110, (1984), 1.
R.Slansky, Phys. Rept., 79, (1981), 1.