大统一理论

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大统一理论Grand Unification Theory缩写GUT)是关于强相互作用电弱相互作用统一的一个理论,希望能藉由单一个理论来解释强相互作用弱相互作用电磁相互作用导致的物理现象。

歷史[编辑]

爱因斯坦在提出相对论以后,从20年代开始就致力于寻找一种统一的理论来解释所有相互作用,也就是解释一切物理现象,爱因斯坦晚年偏离物理界大方向自己研究大统一理论想通过“弱作用,磁场,强作用”来简单的解释宇宙直到他1955年逝世。他几十年的努力虽未成功,但却激励了后人。爱因斯坦在创建相对论时就意识到,自然科学中“统一”的概念或许是一个最基本的法则。还在30年代爱因斯坦就着手研究“大统一理论”,试图将当时已发现的四种相互作用统一到一个理论框架下,从而找到这四种相互作用产生的根源。这一工作几乎耗尽了他后半生的精力,以致于一些史学家断言这是爱因斯坦的一大失误。但是,在爱因斯坦的哲学中,“统一”的概念深深扎根于他的思想中,他越来越确信“自然界应当满足简单性原则”。虽然“大统一理论”没有成功,可是建立统一理论的思想却始终吸引着成千上万的物理学家们。

美國物理學家謝爾登·格拉肖哈沃德·喬吉於1974年提出歷史上首個大統一理論[1] 。他们发现了把标准模型中所有的规范作用力统一到SU(5)群的方法,并且能够在合理的假设下定量给出耦合常数跑动的一般模式。这个理论同时还预言了质子的衰变,认为质子的寿命大约为1030[2] ,而超级神冈探测器得到的质子寿命的下限为1031~1032年,所以这个理论已经被排除了。但是一些理论家修改了这个模型,使得质子的寿命更长。它是后来的大统一工作的基础。

阿卜杜勒·萨拉姆帕提(Jogesh Pati)利用半單李代數帕提-薩拉姆模型(Pati–Salam model)進一步發展喬吉-格拉肖模型(Georgi–Glashow model)[3]

现状[编辑]

目前最完善的是标准模型,包含了强核力、弱核力,电磁力。

参见[编辑]

參考資訊[编辑]

  1. ^ Georgi, H.; Glashow, S.L. Unity of All Elementary Particle Forces. Physical Review Letters. 1974, 32: 438–441. Bibcode:1974PhRvL..32..438G. doi:10.1103/PhysRevLett.32.438. 
  2. ^ 徐一鸿. 可畏的对称. 清华大学出版社. 2005. 227. 
  3. ^ Pati, J.; Salam, A. Lepton Number as the Fourth Color. Physical Review D. 1974, 10: 275–289. Bibcode:1974PhRvD..10..275P. doi:10.1103/PhysRevD.10.275. 

外部連結[编辑]