Физика за пределами стандартной модели

За пределами стандартной модели
Смоделированные данные детектора частиц CMS на большом адронном коллайдере, изображающие бозон Хиггса, образованный сталкивающимися протонами, распадающимися на адронные струи и электроны
Стандартная модель
Свидетельство Проблема иерархии Темная материя Темная энергия Квинтэссенция Фантомная энергия Темное излучение Темный фотон Проблема космологической постоянной Сильная проблема CP Колебания нейтрино
Теории Теория Бранса – Дике Гипотеза космической цензуры Пятая сила F-теория Теория всего Единая теория поля Теория Великого Объединения Разноцветный Теория Калуцы – Клейна Топологическая квантовая теория поля Локальная квантовая теория поля Теория поля Лиувилля 6D (2,0) суперконформная теория поля Некоммутативная квантовая теория поля Квантовая космология Космология браны Струнная теория Теория суперструн М-теория Гипотеза математической вселенной Зеркальная материя Модель Рэндалла – Сундрама Теория Янга – Миллса N = 4 суперсимметричная теория Янга – Миллса Твисторная теория струн Темная жидкость Двойная специальная теория относительности инвариант де Ситтера специальная теория относительности Причинные фермионные системы Термодинамика черной дыры Физика без частиц Гравифотон Гравискалар Гравитон Гравитино Массивная гравитация Теория калибровочной гравитации Калибровочная теория гравитации Симметрия CPT
Суперсимметрия MSSM NMSSM Теория суперструн М-теория Супергравитация Нарушение суперсимметрии Дополнительные размеры Большие дополнительные размеры
Квантовая гравитация Ложный вакуум Струнная теория Отжим пена Квантовая пена Квантовая геометрия Петлевая квантовая гравитация Квантовая космология Петлевая квантовая космология Причинная динамическая триангуляция Причинные фермионные системы Причинные множества Каноническая квантовая гравитация Полуклассическая гравитация Теория сверхтекучего вакуума
Эксперименты ЭННИ Гран Сассо Я НЕ LHC SNO Супер-К Теватрон Новая звезда
v т е

Физика за пределами Стандартной модели ( BSM ) относится к теоретическим разработкам, необходимым для объяснения недостатков Стандартной модели , таких как неспособность объяснить фундаментальные параметры стандартной модели, сильную проблему CP , нейтринные осцилляции , асимметрию вещества и антивещества , и природа темной материи и темной энергии . ^[1] Другая проблема заключается в математических рамках самой Стандартной модели: Стандартная модель несовместима с общей теорией относительности , и одна или обе теории не работают при определенных условиях, таких как сингулярности пространства-времени, такие как Большой взрыв и горизонты событий черной дыры .

Теории, выходящие за рамки Стандартной модели, включают различные расширения стандартной модели через суперсимметрию , такие как минимальная суперсимметричная стандартная модель (MSSM) и почти минимальная суперсимметричная стандартная модель (NMSSM), а также совершенно новые объяснения, такие как теория струн , М-теория и дополнительные измерения . Поскольку эти теории имеют тенденцию воспроизводить все текущие явления, вопрос о том, какая теория является правильной или, по крайней мере, «лучший шаг» к теории всего , может быть решен только с помощью экспериментов и является одним из наиболее активных. области исследований как теоретических, так иэкспериментальная физика .

Проблемы со Стандартной моделью [ править ]

Несмотря на то, что Стандартная модель является наиболее успешной на сегодняшний день теорией физики элементарных частиц, она не идеальна. ^[2] Большая часть опубликованных результатов физиков-теоретиков состоит из предложений по различным формам новых предложений физики «За пределами Стандартной модели», которые изменяли бы Стандартную модель достаточно тонкими способами, чтобы согласовываться с существующими данными, но при этом обращались к ее недостаткам. материально достаточно, чтобы предсказать результаты нестандартной модели новых экспериментов, которые могут быть предложены.

Стандартная модель элементарных частиц + гипотетический гравитон

Явления не объяснены [ править ]

Стандартная модель по своей сути является неполной теорией. В природе существуют фундаментальные физические явления, которые Стандартная модель не может адекватно объяснить:

Гравитация . Стандартная модель не объясняет гравитацию. Подход простого добавления гравитона к Стандартной модели не воссоздает то, что наблюдается экспериментально, без других, пока не обнаруженных, модификаций Стандартной модели. Более того, Стандартная модель считается несовместимой с самой успешной на сегодняшний день теорией гравитации - общей теорией относительности . ^[3]
Темная материя . Космологические наблюдения говорят нам, что стандартная модель объясняет около 5% энергии, присутствующей во Вселенной. Около 26% должно составлять темная материя,^{[ цитата необходима ],} которая будет вести себя так же, как и другая материя, но только слабо (если вообще) взаимодействует с полями Стандартной модели. Тем не менее, Стандартная модель не предоставляет никаких фундаментальных частиц, которые являются хорошими кандидатами в темную материю.
Темная энергия . Остальные 69% энергии Вселенной должны состоять из так называемой темной энергии, постоянной плотности энергии вакуума. Попытки объяснить темную энергию в терминах энергии вакуума стандартной модели приводят к несоответствию на 120 порядков. ^[4]
Массы нейтрино . Согласно стандартной модели нейтрино - безмассовые частицы. Однакоэксперименты по осцилляции нейтрино показали, что нейтрино действительно имеют массу. Массовые члены для нейтрино могут быть добавлены к стандартной модели вручную, но это приводит к новым теоретическим проблемам. Например, массовые члены должны быть чрезвычайно малыми, и неясно, возникнут ли массы нейтрино так же, как массы других фундаментальных частиц в Стандартной модели.
Асимметрия вещества и антивещества . Вселенная состоит в основном из материи. Однако стандартная модель предсказывает, что материя и антивещество должны были быть созданы в (почти) равных количествах, если бы начальные условия вселенной не включали непропорционально большое количество вещества по сравнению с антивеществом. Тем не менее, в Стандартной модели нет механизма, достаточного для объяснения этой асимметрии. ^{[ необходима цитата ]}

Экспериментальные результаты не объяснены [ править ]

Ни один экспериментальный результат не считается окончательно противоречащим Стандартной модели на уровне 5 $σ$ , ^{[ цитата необходима ], который} широко считается порогом открытия в физике элементарных частиц. Поскольку каждый эксперимент содержит некоторую степень статистической и системной неопределенности, а сами теоретические прогнозы также почти никогда не рассчитываются точно и подвержены неопределенностям в измерениях фундаментальных констант Стандартной модели (некоторые из которых крошечные, а другие - существенные. ), следует ожидать, что некоторые из сотен экспериментальных проверок Стандартной модели будут в некоторой степени отклоняться от нее, даже если не будет открываться новая физика.

В любой момент есть несколько экспериментальных результатов, которые существенно отличаются от прогнозов, основанных на Стандартной модели. В прошлом было обнаружено, что многие из этих несоответствий были статистическими случайностями или экспериментальными ошибками, которые исчезали по мере сбора большего количества данных или когда одни и те же эксперименты проводились более тщательно. С другой стороны, любая физика за пределами Стандартной модели обязательно сначала появится в экспериментах как статистически значимое различие между экспериментом и теоретическим предсказанием. Задача - определить, в чем дело.

В каждом случае физики стремятся определить, является ли результат простой статистической случайностью или экспериментальной ошибкой, с одной стороны, или признаком новой физики, с другой. Более статистически значимые результаты не могут быть просто статистическими случайностями, они все же могут быть результатом экспериментальной ошибки или неточных оценок экспериментальной точности. Часто эксперименты приспособлены к тому, чтобы быть более чувствительными к экспериментальным результатам, которые отличают Стандартную модель от теоретических альтернатив.

Некоторые из наиболее ярких примеров включают следующее:

Аномальный магнитный дипольный момент мюона - экспериментально измеренное значение аномального магнитного дипольного момента мюона (мюон « $g$ - 2» ) значительно отличается от предсказания Стандартной модели.^[5]^[6]
Распад B-мезона и т. Д. - результаты эксперимента BaBar могут свидетельствовать о превышении предсказаний Стандартной модели о типе распада частицы $(B \to D (*) τ - ν τ)$ . При этом электрон и позитрон сталкиваются, что приводит к B - мезона и антиматерия В мезонов, который затем распадается на D - мезона и лептон тау , а также тау антинейтрино . При этом уровень достоверности превышения (3,4 $σ$ на статистическом жаргоне) недостаточно, чтобы заявить о разрыве со Стандартной моделью, результаты являются потенциальным признаком чего-то неладного и могут повлиять на существующие теории, включая те, которые пытаются вывести свойства бозонов Хиггса. ^[7] В 2015 г. LHCb сообщил о превышении $σ2,1$ при том же соотношении фракций ветвления. ^[8] Белл эксперимент также сообщил избыток. ^[9] В 2017 году мета-анализ всех доступных данных показал отклонение 5 $σ$ от SM. ^[10]

Теоретические прогнозы не соблюдаются [ править ]

Подтверждено наблюдение на коллайдерах частиц всех фундаментальных частиц, предсказываемых Стандартной моделью. Хиггса предсказывается объяснения стандартной модели в части механизма Хиггса , который описывает , как слабое SU (2) калибровочная симметрия нарушается , и , как фундаментальные частицы получают массу; это была последняя частица, которую предсказывала Стандартная модель для наблюдения. 4 июля 2012 года ученые ЦЕРНа с помощью Большого адронного коллайдера объявили об открытии частицы, соответствующей бозону Хиггса, с массой около126 ГэВ / c 2 . 14 марта 2013 года было подтверждено существование бозона Хиггса, хотя попытки подтвердить, что он обладает всеми свойствами, предсказанными Стандартной моделью, продолжаются. ^[11]

Несколько адронов (то есть составных частиц, состоящих из кварков ), существование которых предсказывается Стандартной моделью, которые могут образовываться только при очень высоких энергиях и очень низких частотах, еще окончательно не наблюдались, и « глюболы » ^[12] (т.е. составные частицы из глюонов ) также окончательно не наблюдались. Некоторые очень низкочастотные распады частиц, предсказываемые Стандартной моделью, также еще не наблюдались окончательно, поскольку данных недостаточно, чтобы сделать статистически значимое наблюдение.

Необъяснимые отношения [ править ]

Коиде формула - необъяснимые эмпирическое уравнение обнаружен Yoshio Койде в 1981 г. Это относится массы трех заряженных лептонов : . Стандартная модель не предсказывает массы лептонов (они являются свободными параметрами теории). Однако значение формулы Койде, равное 2/3 в пределах экспериментальных ошибок измерения масс лептонов, предполагает существование теории, способной предсказывать массы лептонов. $Q={\frac {m_{e}+m_{\mu }+m_{\tau }}{{\big (}{\sqrt {m_{e}}}+{\sqrt {m_{\mu }}}+{\sqrt {m_{\tau }}}{\big )}^{2}}}=0.666661(7)\approx {\frac {2}{3}}$

Сумма квадратов масс всех частиц Стандартной модели очень близка к квадрату значения вакуумного математического ожидания поля Хиггса - разница составляет менее 0,4% в пределах экспериментальных ошибок измеренных масс частиц (в погрешностях преобладают погрешности в бозоне Хиггса и вершине массы кварков). ^[13]

Матрица CKM, если ее интерпретировать как матрицу вращения в трехмерном векторном пространстве, «вращает» вектор, составленный из квадратных корней масс кварков нижнего типа, в вектор квадратных корней масс кварков верхнего типа , вплоть до длины вектора. ^[14] $({\sqrt {m_{d}}},{\sqrt {m_{s}}},{\sqrt {m_{b}}}{\big )}$ $({\sqrt {m_{u}}},{\sqrt {m_{c}}},{\sqrt {m_{t}}}{\big )}$

Теоретические проблемы [ править ]

Некоторые функции стандартной модели добавляются специально . Это не проблемы сами по себе (т.е. теория отлично работает с этими специальными функциями), но они подразумевают непонимание. ^{[ необходима цитата ]} Эти специальные возможности побудили теоретиков искать более фундаментальные теории с меньшим количеством параметров. Некоторые из специальных функций:

Проблема иерархии - стандартная модель вводит массы частиц через процесс, известный как спонтанное нарушение симметрии, вызванноеполем Хиггса . В рамках стандартной модели масса Хиггса получает очень большие квантовые поправки из-за присутствия виртуальных частиц (в основном виртуальных топ-кварков ). Эти поправки намного превышают фактическую массу Хиггса. Это означает, что параметр затравочной массы Хиггса в стандартной модели должен быть точно настроен таким образом, чтобы почти полностью аннулировать квантовые поправки. ^[15] Такой уровень тонкой настройкимногие теоретикисчитают неестественным . ^{[кто? ]}
Количество параметров - стандартная модель зависит от 19 числовых параметров. Их значения известны из эксперимента, но происхождение значений неизвестно. Некоторые теоретики ^{[ кто? ]} пытались найти взаимосвязь между различными параметрами, например, между массами частиц в разных поколениях или вычислить массы частиц, например, в асимптотических сценариях безопасности . ^{[ необходима цитата ]}
Квантовая тривиальность - предполагает, что создание последовательной квантовой теории поля, включающей элементарные скалярные частицы Хиггса, может оказаться невозможным. Иногда это называютпроблемой полюса Ландау . ^[16]
Сильная проблема CP - теоретически можно утверждать, что стандартная модель должна содержать член, который нарушает CP-симметрию - отношения материи к антивеществу - всекторе сильного взаимодействия . Однако экспериментально такого нарушения не было обнаружено, что означает, что коэффициент при этом члене очень близок к нулю. ^[17] Такая тонкая настройка также считается неестественной. ^{[ кем? ]}

Теории Великого Объединения [ править ]

Стандартная модель имеет три калибровочные симметрии ; цвета SU (3) , то слабые изоспиновая SU (2) , а также слабое гиперзаряд U (1) симметрии, соответствующее три основных сил. Из-за перенормировки константы связи каждой из этих симметрий изменяются в зависимости от энергии, при которой они измеряются. Вокруг10 ¹⁶ ГэВ эти связи становятся примерно равными. Это привело к предположению, что выше этой энергии три калибровочные симметрии стандартной модели объединены в одну калибровочную симметрию с простой калибровочной группой и только одной константой связи. Ниже этой энергии симметрия спонтанно нарушается до симметрии стандартной модели. ^[18] Популярные варианты объединяющей группы - это специальная унитарная группа в пяти измерениях SU (5) и специальная ортогональная группа в десяти измерениях SO (10) . ^[19]

Теории, объединяющие симметрии стандартной модели таким образом, называются Теориями Великого Объединения (или GUT), а шкала энергии, при которой нарушается унифицированная симметрия, называется шкалой GUT. Как правило, теории великого объединения предсказывают создание магнитных монополей в ранней Вселенной ^[20] и нестабильность протона . ^[21] Ни то, ни другое не наблюдалось, и это отсутствие наблюдения ограничивает возможные GUT.

Суперсимметрия [ править ]

Суперсимметрия расширяет Стандартную модель, добавляя к лагранжиану еще один класс симметрий . Эти симметрии обменивают фермионные частицы на бозонные . Такая симметрия предсказывает существование суперсимметричных частиц , сокращенно называемых sparticles , которые включают слептоны , скварки , нейтралино и чарджино . Каждая частица в Стандартной модели будет иметь суперпартнера, чей спин отличается на 1/2 от обычной частицы. Из-за нарушения суперсимметрии, частицы намного тяжелее своих обычных собратьев; они настолько тяжелы, что существующие коллайдеры частиц могут быть недостаточно мощными для их производства.

Нейтрино [ править ]

В стандартной модели нейтрино имеют ровно нулевую массу. Это следствие стандартной модели, содержащей только левые нейтрино. Без подходящего правого партнера невозможно добавить перенормируемый массовый член к стандартной модели. ^[22] Однако измерения показали, что нейтрино спонтанно меняют аромат , что означает, что нейтрино имеют массу. Эти измерения дают только разницу в массе между разными вкусами. Лучшее ограничение на абсолютную массу нейтрино исходит от прецизионных измерений распада трития , обеспечивая верхний предел 2 эВ, что делает их по крайней мере на пять порядков легче, чем другие частицы в стандартной модели.^[23] Это требует расширения стандартной модели, которая не только должна объяснить, как нейтрино получают свою массу, но и почему масса такая мала. ^[24]

Один из подходов к добавлению массы нейтрино, так называемый механизм качелей , состоит в том, чтобы добавить правые нейтрино и связать их с левыми нейтрино с массовым членом Дирака . Правые нейтрино должны быть стерильными , что означает, что они не участвуют ни в одном из взаимодействий стандартной модели. Поскольку у них нет зарядов, правые нейтрино могут действовать как свои собственные античастицы и иметь массу Майорана.срок. Как и другие массы Дирака в стандартной модели, нейтринная масса Дирака должна генерироваться посредством механизма Хиггса и поэтому непредсказуема. Массы фермионов стандартной модели различаются на много порядков; масса нейтрино Дирака имеет, по крайней мере, такую же неопределенность. С другой стороны, масса Майорана для правых нейтрино не является результатом механизма Хиггса, и поэтому ожидается, что она будет привязана к некоторой энергетической шкале новой физики за пределами стандартной модели, например шкале Планка. ^[25]Следовательно, любой процесс с участием правых нейтрино будет подавлен при низких энергиях. Коррекция, обусловленная этими подавленными процессами, эффективно придает левым нейтрино массу, которая обратно пропорциональна массе правостороннего Майорана, механизм, известный как качели. ^[26] Присутствие тяжелых правых нейтрино, таким образом, объясняет как небольшую массу левых нейтрино, так и отсутствие правых нейтрино в наблюдениях. Однако из-за неопределенности масс дираковских нейтрино массы правых нейтрино могут лежать где угодно. Например, они могут быть столь же легким , как кэВ и быть темной материи , ^[27] они могут иметь массу в БАК диапазоне энергий ^[28]^[29]и приводят к наблюдаемому нарушению лептонного числа ^[30], или они могут быть близки к шкале GUT, связывая правые нейтрино с возможностью великой объединенной теории. ^[31]^[32]

Массовые члены смешивают нейтрино разных поколений. Это смешивание параметризуется матрицей PMNS , которая является нейтринным аналогом кварковой матрицы смешивания CKM . В отличие от кваркового перемешивания, которое почти минимально, перемешивание нейтрино оказывается почти максимальным. Это привело к различным предположениям о симметрии между различными поколениями, которые могли бы объяснить модели смешивания. ^[33] Матрица смешения может также содержать несколько сложных фаз, которые нарушают CP-инвариантность, хотя экспериментального исследования этого не проводилось. Эти фазы потенциально могли создать избыток лептонов по сравнению с антилептонами в ранней Вселенной, процесс, известный как лептогенез.. Эта асимметрия затем может быть преобразована в избыток барионов над антибарионами и объяснить асимметрию материи и антивещества во Вселенной. ^[19]

Легкие нейтрино не подходят для объяснения наблюдения темной материи из-за соображений формирования крупномасштабных структур в ранней Вселенной. Моделирование образования структур показывает, что они слишком горячие, т.е. их кинетическая энергия велика по сравнению с их массой, в то время как для образования структур, подобных галактикам в нашей Вселенной, требуется холодная темная материя . Моделирование показывает, что нейтрино могут в лучшем случае объяснить несколько процентов отсутствующей темной материи. Однако тяжелые стерильные правые нейтрино - возможный кандидат на роль вимпов темной материи . ^[34]

Модели Preon [ править ]

Было предложено несколько преонных моделей для решения нерешенной проблемы, касающейся того факта, что существует три поколения кварков и лептонов. В моделях Преона обычно постулируются некоторые дополнительные новые частицы, которые, как предполагается, могут объединяться с образованием кварков и лептонов стандартной модели. Одной из самых ранних преоновых моделей была модель Ришона . ^[35]^[36]^[37]

На сегодняшний день ни одна модель Preon не получила широкого признания или полной проверки.

Теории всего [ править ]

Теоретическая физика продолжает стремиться к теории всего, теории, которая полностью объясняет и связывает воедино все известные физические явления и предсказывает результат любого эксперимента, который может быть проведен в принципе.

С практической точки зрения ближайшей целью в этом отношении является разработка теории, которая объединила бы Стандартную модель с общей теорией относительности в теории квантовой гравитации . Были бы желательны дополнительные функции, такие как преодоление концептуальных недостатков в теории или точное предсказание масс частиц. Задачи построения такой теории не просто концептуальные - они включают экспериментальные аспекты очень высоких энергий, необходимых для исследования экзотических областей.

Несколько заметных попыток в этом направлении - суперсимметрия , петлевая квантовая гравитация и теория струн.

Суперсимметрия [ править ]

Петлевая квантовая гравитация [ править ]

Некоторые считают, что теории квантовой гравитации, такие как петлевая квантовая гравитация и другие, являются многообещающими кандидатами на математическое объединение квантовой теории поля и общей теории относительности, требуя менее радикальных изменений существующих теорий. ^[38] Однако недавние работы устанавливают строгие ограничения на предполагаемое влияние квантовой гравитации на скорость света и не одобряют некоторые современные модели квантовой гравитации. ^[39]

Теория струн [ править ]

Расширения, изменения, замены и реорганизации Стандартной модели существуют в попытке исправить эти и другие проблемы. Теория струн - одно из таких переосмыслений, и многие физики-теоретики думают, что такие теории - следующий теоретический шаг к истинной Теории Всего . ^[38]

Среди многочисленных вариантов теории струн M-теория , математическое существование которой было впервые предложено на конференции по струнам в 1995 году Эдвардом Виттеном, многими считается подходящим кандидатом в «ToE» , особенно физиками Брайаном Грином и Стивеном Хокингом . Хотя полное математическое описание еще не известно, решения теории существуют для конкретных случаев. ^{[40] В} недавних работах также были предложены альтернативные струнные модели, в некоторых из которых отсутствуют различные трудные для проверки особенности М-теории (например, существование многообразий Калаби – Яу , множество дополнительных измерений и т. Д.), Включая работы хорошо- опубликованных физиков, таких какЛиза Рэндалл . ^[41]^[42]

См. Также [ править ]

Испытания антивещества на нарушение Лоренца
За пределами черных дыр
Основные физические константы в стандартной модели
Модель без хиггса
Голографический принцип
Маленький Хиггс
Лоренц-инвариантные осцилляции нейтрино
Минимальная суперсимметричная стандартная модель
Минимальная стандартная модель нейтрино
Теория Печчеи-Куинна
Преон
Расширение стандартной модели
Супергравитация
Механизм качели
Суперсимметрия
Теория сверхтекучего вакуума
Струнная теория
Техниколор (физика)
Теория всего
Нерешенные проблемы физики
Физика без частиц

Ссылки [ править ]

^ Womersley, J. (февраль 2005). «За пределами стандартной модели» (PDF) . Журнал Симметрия . Архивировано из оригинального (PDF) 17 октября 2007 года . Проверено 23 ноября 2010 .
^ Луккеном, JD (2010). «За пределами стандартной модели». Желтый отчет ЦЕРН . ЦЕРН . С. 101–109. arXiv : 1005,1676 . Bibcode : 2010arXiv1005.1676L . ЦЕРН-2010-002.
^ Сушков, АО; Ким, WJ; Далвит, ДАР; Ламоро, СК (2011). «Новые экспериментальные пределы неньютоновских сил в диапазоне микрометров». Письма с физическим обзором . 107 (17): 171101. arXiv : 1108.2547 . Bibcode : 2011PhRvL.107q1101S . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.107.171101 . PMID 22107498 . S2CID 46596924 . Примечательно, что два величайших успеха физики ХХ века - общая теория относительности и стандартная модель - оказываются принципиально несовместимыми. Но см. Также Донохью, Джон Ф. (2012). "Эффективное рассмотрение теории поля квантовой гравитации". Материалы конференции AIP . 1473 (1): 73. arXiv : 1209.3511 . Bibcode : 2012AIPC.1483 ... 73D . DOI : 10.1063 / 1.4756964 . S2CID 119238707 . В литературе можно найти тысячи утверждений о том, что «общая теория относительности и квантовая механика несовместимы». Они полностью устарели и больше не актуальны. Эффективная теория поля показывает, что общая теория относительности и квантовая механика совершенно нормально работают вместе в широком диапазоне масштабов и кривизны, включая те, которые имеют отношение к миру, который мы видим вокруг нас. Однако эффективные теории поля верны только в некотором диапазоне масштабов. Общая теория относительности, безусловно, имеет серьезные проблемы в экстремальных масштабах. Есть важные проблемы, которые эффективная теория поля не решает, потому что они выходят за рамки ее применимости. Однако это означает, что проблема квантовой гравитации не в том, что мы думали. Вместо фундаментальной несовместимости квантовой механики и гравитации,мы находимся в более знакомой ситуации, когда нам нужна более полная теория, выходящая за рамки их совместной применимости. Обычный союз общей теории относительности и квантовой механики хорош при обычных энергиях, но теперь мы стремимся раскрыть модификации, которые должны присутствовать в более экстремальных условиях. Это современный взгляд на проблему квантовой гравитации, и он представляет собой прогресс по сравнению с устаревшим взглядом на прошлое ».""
Перейти ↑ Krauss, L. (2009). Вселенная из ничего . Конференция AAI.
^ Блюм, Томас; Дениг, Ахим; Логашенко, Иван; де Рафаэль, Эдуардо; Робертс, Б. Ли; Тойбнер, Томас; Венанцони, Грациано (2013). «Значение теории мюонов (g - 2): настоящее и будущее». arXiv : 1311.2198 [ hep-ph ].
^ Abi, B .; Albahri, T .; Аль-Килани, S .; Allspach, D .; Alonzi, L.P .; Анастаси, А .; Анисенков, А .; Azfar, F .; Badgley, K .; Baeßler, S .; Бейли, И. (2021-04-07). «Измерение положительного аномального магнитного момента мюона до 0,46 ppm» . Письма с физическим обзором . 126 (14): 141801. DOI : 10,1103 / PhysRevLett.126.141801 . ISSN 0031-9007 .
^ Лис, JP; и другие. ( Сотрудничество BaBar ) (2012). «Свидетельство превышения $B$ $\to D$ $(*)$ $τ$ $-$ $ν$ $τ$ распадается». Письма с физическим обзором . 109 (10): 101802. arXiv : 1205.5442 . Bibcode : 2012PhRvL.109j1802L . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.109.101802 . PMID 23005279 . S2CID 20896961 .
^ Aaij, R .; и другие. (Сотрудничество LHCb) (2015). «Измерение соотношения фракций ветвления ...». Письма с физическим обзором . 115 (11): 111803. arXiv : 1506.08614 . Bibcode : 2015PhRvL.115k1803A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.115.111803 . PMID 26406820 .
^ Московиц, Клара (9 сентября 2015). «Два ускорителя находят частицы, которые могут нарушить известные законы физики» . Scientific American .
^ Капдевила, Бернат; и другие. (2018). «Закономерности новой физики в переходах в свете последних данных». Журнал физики высоких энергий . 2018 : 093. Arxiv : 1704,05340 . DOI : 10.1007 / JHEP01 (2018) 093 . S2CID 15766887 . $\,b\,\to \,s\,\ell ^{+}\,\ell ^{-}\,$
^ O'Luanaigh, C. (14 марта 2013). «Новые результаты показывают, что новая частица - бозон Хиггса» . ЦЕРН .
^ Marco Фраска (31 марта 2009). "Что такое глюбол?" . Подключение датчика .
^ «О сумме квадратов масс частиц» (PDF) .
^ Нишид, Kohzo (2017-10-14). «Феноменологическая формула матрицы СКМ и ее физическая интерпретация» . arXiv : 1708.01110 . Cite journal requires |journal= (help)
^ «Проблема иерархии» . Особого значения . 14 августа 2011 . Проверено 13 декабря 2015 .
^ Callaway, DJE (1988). «Погоня за мелочами: могут ли существовать элементарные скалярные частицы?». Отчеты по физике . 167 (5): 241–320. Bibcode : 1988PhR ... 167..241C . DOI : 10.1016 / 0370-1573 (88) 90008-7 .
^ Маннел, Томас (2-8 июля 2006). "Теория и феноменология нарушения CP" (PDF) . Ядерная физика B, т. 167 . 7-я Международная конференция по гиперонам, адронам очарования и красоты (BEACH 2006). 167 . Ланкастер: Эльзевир. С. 170–174. Bibcode : 2007NuPhS.167..170M . DOI : 10.1016 / j.nuclphysbps.2006.12.083 . Дата обращения 15 августа 2015 .
^ Пескин, ME; Шредер, Д.В. (1995). Введение в квантовую теорию поля . Эддисон-Уэсли . С. 786–791 . ISBN 978-0-201-50397-5.
^ a b Buchmüller, W. (2002). «Нейтрино, Великое Объединение и Лептогенез». arXiv : hep-ph / 0204288 .
^ Milstead, D .; Вайнберг, EJ (2009). «Магнитные монополи» (PDF) . Группа данных по частицам . Проверено 20 декабря 2010 .
^ П., Нат; PF, Перес (2007). «Стабильность протона в теориях великого объединения, в струнах и бранах». Отчеты по физике . 441 (5–6): 191–317. arXiv : hep-ph / 0601023 . Bibcode : 2007PhR ... 441..191N . DOI : 10.1016 / j.physrep.2007.02.010 . S2CID 119542637 .
^ Пескин, ME; Шредер, Д.В. (1995). Введение в квантовую теорию поля . Эддисон-Уэсли . С. 713–715 . ISBN 978-0-201-50397-5.
^ Накамура, К .; и другие. ( Группа данных по частицам ) (2010). «Свойства нейтрино» . Группа данных по частицам . Архивировано из оригинала на 2012-12-12 . Проверено 20 декабря 2010 .
^ Мохапатра, RN; Pal, PB (2007). Массивные нейтрино в физике и астрофизике . Конспект лекций по физике. 72 (3-е изд.). World Scientific . ISBN 978-981-238-071-5.
^ Сеньянович, Г. (2011). «Исследование происхождения массы нейтрино: от GUT до LHC». arXiv : 1107,5322 [ hep-ph ].
Перейти ↑ Grossman, Y. (2003). "Лекции ТАСИ 2002 по нейтрино". arXiv : hep-ph / 0305245v1 .
^ Додельсон, S .; Уидроу, LM (1994). «Стерильные нейтрино как темная материя». Письма с физическим обзором . 72 (1): 17–20. arXiv : hep-ph / 9303287 . Bibcode : 1994PhRvL..72 ... 17D . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.72.17 . PMID 10055555 . S2CID 11780571 .
Перейти ↑ Minkowski, P. (1977). «μ → e γ со скоростью один из 10 ⁹ распадов мюона?». Физика Письма Б . 67 (4): 421. Bibcode : 1977PhLB ... 67..421M . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (77) 90435-X .
^ Мохапатра, RN; Сеньянович, Г. (1980). «Масса нейтрино и самопроизвольное несохранение четности» . Письма с физическим обзором . 44 (14): 912. Bibcode : 1980PhRvL..44..912M . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.44.912 . S2CID 16216454 .
^ Keung, W.-Y .; Сеньянович, Г. (1983). "Майоранские нейтрино и производство правостороннего заряженного калибровочного бозона". Письма с физическим обзором . 50 (19): 1427. Bibcode : 1983PhRvL..50.1427K . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.50.1427 .
^ Гелл-Манн, М .; Ramond, P .; Слански, Р. (1979). П. ван Ньивенхейзен; Д. Фридман (ред.). Супергравитация . Северная Голландия .
^ Глешоу, SL (1979). М. Леви (ред.). Труды Летнего института Каржеза 1979 г. по кваркам и лептонам . Пленум Пресс .
^ Альтарелли, G. (2007). «Лекции по моделям масс и смесей нейтрино». arXiv : 0711.0161 [ hep-ph ].
Перейти ↑ Murayama, H. (2007). «Физика за пределами стандартной модели и темной материи». arXiv : 0704.2276 [ hep-ph ].
^ Харари, Х. (1979). «Схематическая модель кварков и лептонов» . Физика Письма Б . 86 (1): 83–86. Полномочный код : 1979PhLB ... 86 ... 83H . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (79) 90626-9 . ОСТИ 1447265 .
^ Shupe, MA (1979). «Составная модель лептонов и кварков». Физика Письма Б . 86 (1): 87–92. Полномочный код : 1979PhLB ... 86 ... 87S . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (79) 90627-0 .
^ Zenczykowski, P. (2008). "Модель преонов Харари-Шупе и нерелятивистское квантовое фазовое пространство". Физика Письма Б . 660 (5): 567–572. arXiv : 0803.0223 . Bibcode : 2008PhLB..660..567Z . DOI : 10.1016 / j.physletb.2008.01.045 . S2CID 18236929 .
^ a b Смолин, Л. (2001). Три пути к квантовой гравитации . Основные книги . ISBN 978-0-465-07835-6.
^ Абдо, AA; и другие. ( Сотрудничество Ферми GBM / LAT ) (2009). «Предел изменения скорости света, возникающий из-за эффектов квантовой гравитации». Природа . 462 (7271): 331–334. arXiv : 0908.1832 . Bibcode : 2009Natur.462..331A . DOI : 10,1038 / природа08574 . PMID 19865083 . S2CID 205218977 .
^ Maldacena, J .; Strominger, A .; Виттен, Э. (1997). «Энтропия черной дыры в М-теории». Журнал физики высоких энергий . 1997 (12): 2. arXiv : hep-th / 9711053 . Bibcode : 1997JHEP ... 12..002M . DOI : 10.1088 / 1126-6708 / 1997/12/002 . S2CID 14980680 .
^ Randall, L .; Сундрам, Р. (1999). «Иерархия больших масс из малого дополнительного измерения». Письма с физическим обзором . 83 (17): 3370–3373. arXiv : hep-ph / 9905221 . Bibcode : 1999PhRvL..83.3370R . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.83.3370 .
^ Randall, L .; Сундрам, Р. (1999). «Альтернатива компактификации». Письма с физическим обзором . 83 (23): 4690–4693. arXiv : hep-th / 9906064 . Bibcode : 1999PhRvL..83.4690R . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.83.4690 . S2CID 18530420 .

Дальнейшее чтение [ править ]

Лиза Рэндалл (2005). Искаженные проходы: разгадывая тайны скрытых измерений Вселенной . HarperCollins . ISBN 978-0-06-053108-9.

Внешние ресурсы [ править ]

Теория стандартной модели @ SLAC
Scientific American, апрель 2006 г.
LHC. Природа июль 2007 г.
Конференция в Лез-Уше, лето 2005 г.

[sym-v2-feb-05-1] Womersley, J. (февраль 2005). «За пределами стандартной модели» (PDF) . Журнал Симметрия . Архивировано из оригинального (PDF) 17 октября 2007 года . Проверено 23 ноября 2010 .

[2] Луккеном, JD (2010). «За пределами стандартной модели». Желтый отчет ЦЕРН . ЦЕРН . С. 101–109. arXiv : 1005,1676 . Bibcode : 2010arXiv1005.1676L . ЦЕРН-2010-002.

[3] Сушков, АО; Ким, WJ; Далвит, ДАР; Ламоро, СК (2011). «Новые экспериментальные пределы неньютоновских сил в диапазоне микрометров». Письма с физическим обзором . 107 (17): 171101. arXiv : 1108.2547 . Bibcode : 2011PhRvL.107q1101S . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.107.171101 . PMID 22107498 . S2CID 46596924 . Примечательно, что два величайших успеха физики ХХ века - общая теория относительности и стандартная модель - оказываются принципиально несовместимыми. Но см. Также Донохью, Джон Ф. (2012). "Эффективное рассмотрение теории поля квантовой гравитации". Материалы конференции AIP . 1473 (1): 73. arXiv : 1209.3511 . Bibcode : 2012AIPC.1483 ... 73D . DOI : 10.1063 / 1.4756964 . S2CID 119238707 . В литературе можно найти тысячи утверждений о том, что «общая теория относительности и квантовая механика несовместимы». Они полностью устарели и больше не актуальны. Эффективная теория поля показывает, что общая теория относительности и квантовая механика совершенно нормально работают вместе в широком диапазоне масштабов и кривизны, включая те, которые имеют отношение к миру, который мы видим вокруг нас. Однако эффективные теории поля верны только в некотором диапазоне масштабов. Общая теория относительности, безусловно, имеет серьезные проблемы в экстремальных масштабах. Есть важные проблемы, которые эффективная теория поля не решает, потому что они выходят за рамки ее применимости. Однако это означает, что проблема квантовой гравитации не в том, что мы думали. Вместо фундаментальной несовместимости квантовой механики и гравитации,мы находимся в более знакомой ситуации, когда нам нужна более полная теория, выходящая за рамки их совместной применимости. Обычный союз общей теории относительности и квантовой механики хорош при обычных энергиях, но теперь мы стремимся раскрыть модификации, которые должны присутствовать в более экстремальных условиях. Это современный взгляд на проблему квантовой гравитации, и он представляет собой прогресс по сравнению с устаревшим взглядом на прошлое ».""

[4] Перейти ↑ Krauss, L. (2009). Вселенная из ничего . Конференция AAI.

[5] Блюм, Томас; Дениг, Ахим; Логашенко, Иван; де Рафаэль, Эдуардо; Робертс, Б. Ли; Тойбнер, Томас; Венанцони, Грациано (2013). «Значение теории мюонов (g - 2): настоящее и будущее». arXiv : 1311.2198 [ hep-ph ].

[6] Abi, B .; Albahri, T .; Аль-Килани, S .; Allspach, D .; Alonzi, L.P .; Анастаси, А .; Анисенков, А .; Azfar, F .; Badgley, K .; Baeßler, S .; Бейли, И. (2021-04-07). «Измерение положительного аномального магнитного момента мюона до 0,46 ppm» . Письма с физическим обзором . 126 (14): 141801. DOI : 10,1103 / PhysRevLett.126.141801 . ISSN 0031-9007 .

[BaBar_Data_Suggests_Possible_Flaws_in_the_Standard_Model_June_18_19,_2012-7] Лис, JP; и другие. ( Сотрудничество BaBar ) (2012). «Свидетельство превышения $B$ $\to D$ $(*)$ $τ$ $-$ $ν$ $τ$ распадается». Письма с физическим обзором . 109 (10): 101802. arXiv : 1205.5442 . Bibcode : 2012PhRvL.109j1802L . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.109.101802 . PMID 23005279 . S2CID 20896961 .

[8] Aaij, R .; и другие. (Сотрудничество LHCb) (2015). «Измерение соотношения фракций ветвления ...». Письма с физическим обзором . 115 (11): 111803. arXiv : 1506.08614 . Bibcode : 2015PhRvL.115k1803A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.115.111803 . PMID 26406820 .

[9] Московиц, Клара (9 сентября 2015). «Два ускорителя находят частицы, которые могут нарушить известные законы физики» . Scientific American .

[10] Капдевила, Бернат; и другие. (2018). «Закономерности новой физики в переходах в свете последних данных». Журнал физики высоких энергий . 2018 : 093. Arxiv : 1704,05340 . DOI : 10.1007 / JHEP01 (2018) 093 . S2CID 15766887 . $\,b\,\to \,s\,\ell ^{+}\,\ell ^{-}\,$

[11] O'Luanaigh, C. (14 марта 2013). «Новые результаты показывают, что новая частица - бозон Хиггса» . ЦЕРН .

[12] Marco Фраска (31 марта 2009). "Что такое глюбол?" . Подключение датчика .

[13] «О сумме квадратов масс частиц» (PDF) .

[14] Нишид, Kohzo (2017-10-14). «Феноменологическая формула матрицы СКМ и ее физическая интерпретация» . arXiv : 1708.01110 . Cite journal requires |journal= (help)

[Hierarchy-15] «Проблема иерархии» . Особого значения . 14 августа 2011 . Проверено 13 декабря 2015 .

[TrivPurs-16] Callaway, DJE (1988). «Погоня за мелочами: могут ли существовать элементарные скалярные частицы?». Отчеты по физике . 167 (5): 241–320. Bibcode : 1988PhR ... 167..241C . DOI : 10.1016 / 0370-1573 (88) 90008-7 .

[Strong_CP_problem-17] Маннел, Томас (2-8 июля 2006). "Теория и феноменология нарушения CP" (PDF) . Ядерная физика B, т. 167 . 7-я Международная конференция по гиперонам, адронам очарования и красоты (BEACH 2006). 167 . Ланкастер: Эльзевир. С. 170–174. Bibcode : 2007NuPhS.167..170M . DOI : 10.1016 / j.nuclphysbps.2006.12.083 . Дата обращения 15 августа 2015 .

[18] Пескин, ME; Шредер, Д.В. (1995). Введение в квантовую теорию поля . Эддисон-Уэсли . С. 786–791 . ISBN 978-0-201-50397-5.

[Buchmller-19] Buchmüller, W. (2002). «Нейтрино, Великое Объединение и Лептогенез». arXiv : hep-ph / 0204288 .

[20] Milstead, D .; Вайнберг, EJ (2009). «Магнитные монополи» (PDF) . Группа данных по частицам . Проверено 20 декабря 2010 .

[21] П., Нат; PF, Перес (2007). «Стабильность протона в теориях великого объединения, в струнах и бранах». Отчеты по физике . 441 (5–6): 191–317. arXiv : hep-ph / 0601023 . Bibcode : 2007PhR ... 441..191N . DOI : 10.1016 / j.physrep.2007.02.010 . S2CID 119542637 .

[22] Пескин, ME; Шредер, Д.В. (1995). Введение в квантовую теорию поля . Эддисон-Уэсли . С. 713–715 . ISBN 978-0-201-50397-5.

[23] Накамура, К .; и другие. ( Группа данных по частицам ) (2010). «Свойства нейтрино» . Группа данных по частицам . Архивировано из оригинала на 2012-12-12 . Проверено 20 декабря 2010 .

[24] Мохапатра, RN; Pal, PB (2007). Массивные нейтрино в физике и астрофизике . Конспект лекций по физике. 72 (3-е изд.). World Scientific . ISBN 978-981-238-071-5.

[25] Сеньянович, Г. (2011). «Исследование происхождения массы нейтрино: от GUT до LHC». arXiv : 1107,5322 [ hep-ph ].

[TASI-26] Перейти ↑ Grossman, Y. (2003). "Лекции ТАСИ 2002 по нейтрино". arXiv : hep-ph / 0305245v1 .

[27] Додельсон, S .; Уидроу, LM (1994). «Стерильные нейтрино как темная материя». Письма с физическим обзором . 72 (1): 17–20. arXiv : hep-ph / 9303287 . Bibcode : 1994PhRvL..72 ... 17D . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.72.17 . PMID 10055555 . S2CID 11780571 .

[28] Перейти ↑ Minkowski, P. (1977). «μ → e γ со скоростью один из 10 ⁹ распадов мюона?». Физика Письма Б . 67 (4): 421. Bibcode : 1977PhLB ... 67..421M . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (77) 90435-X .

[29] Мохапатра, RN; Сеньянович, Г. (1980). «Масса нейтрино и самопроизвольное несохранение четности» . Письма с физическим обзором . 44 (14): 912. Bibcode : 1980PhRvL..44..912M . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.44.912 . S2CID 16216454 .

[30] Keung, W.-Y .; Сеньянович, Г. (1983). "Майоранские нейтрино и производство правостороннего заряженного калибровочного бозона". Письма с физическим обзором . 50 (19): 1427. Bibcode : 1983PhRvL..50.1427K . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.50.1427 .

[Gell-Mann1979-31] Гелл-Манн, М .; Ramond, P .; Слански, Р. (1979). П. ван Ньивенхейзен; Д. Фридман (ред.). Супергравитация . Северная Голландия .

[32] Глешоу, SL (1979). М. Леви (ред.). Труды Летнего института Каржеза 1979 г. по кваркам и лептонам . Пленум Пресс .

[33] Альтарелли, G. (2007). «Лекции по моделям масс и смесей нейтрино». arXiv : 0711.0161 [ hep-ph ].

[34] Перейти ↑ Murayama, H. (2007). «Физика за пределами стандартной модели и темной материи». arXiv : 0704.2276 [ hep-ph ].

[35] Харари, Х. (1979). «Схематическая модель кварков и лептонов» . Физика Письма Б . 86 (1): 83–86. Полномочный код : 1979PhLB ... 86 ... 83H . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (79) 90626-9 . ОСТИ 1447265 .

[36] Shupe, MA (1979). «Составная модель лептонов и кварков». Физика Письма Б . 86 (1): 87–92. Полномочный код : 1979PhLB ... 86 ... 87S . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (79) 90627-0 .

[37] Zenczykowski, P. (2008). "Модель преонов Харари-Шупе и нерелятивистское квантовое фазовое пространство". Физика Письма Б . 660 (5): 567–572. arXiv : 0803.0223 . Bibcode : 2008PhLB..660..567Z . DOI : 10.1016 / j.physletb.2008.01.045 . S2CID 18236929 .

[Smolin2001-38] Смолин, Л. (2001). Три пути к квантовой гравитации . Основные книги . ISBN 978-0-465-07835-6.

[39] Абдо, AA; и другие. ( Сотрудничество Ферми GBM / LAT ) (2009). «Предел изменения скорости света, возникающий из-за эффектов квантовой гравитации». Природа . 462 (7271): 331–334. arXiv : 0908.1832 . Bibcode : 2009Natur.462..331A . DOI : 10,1038 / природа08574 . PMID 19865083 . S2CID 205218977 .

[40] Maldacena, J .; Strominger, A .; Виттен, Э. (1997). «Энтропия черной дыры в М-теории». Журнал физики высоких энергий . 1997 (12): 2. arXiv : hep-th / 9711053 . Bibcode : 1997JHEP ... 12..002M . DOI : 10.1088 / 1126-6708 / 1997/12/002 . S2CID 14980680 .

[41] Randall, L .; Сундрам, Р. (1999). «Иерархия больших масс из малого дополнительного измерения». Письма с физическим обзором . 83 (17): 3370–3373. arXiv : hep-ph / 9905221 . Bibcode : 1999PhRvL..83.3370R . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.83.3370 .

[42] Randall, L .; Сундрам, Р. (1999). «Альтернатива компактификации». Письма с физическим обзором . 83 (23): 4690–4693. arXiv : hep-th / 9906064 . Bibcode : 1999PhRvL..83.4690R . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.83.4690 . S2CID 18530420 .