Unified gauge theories

Abstract

본 논문에서는, 다음의 모델들을 통해서 소집자에 대한 강핵력, 약핵력, 전자기력의 통합기술을 알아 보았다. (1) Weinberg-Salam model 이 모델에서는 경입자에 대한 약핵력과 전자기력이 gauge group SU_(2)×U_(1)으로서 통합기술된다. 약핵력의 gauge boson-W_(μ)^(±), Z_(μ)-는 mass가 있지만, 전자기력의 gauge boson A_(μ)(photon)는 mass가 없다. 특히, Weinberg와 Salam에 의해서 처음으로 예언되었던 중성류(J_(Z)^(μ))는 실험적으로 그 존재가 확인되었다. (2) Standard model Standard model은 fermion에 대한 강핵력, 약핵력, 전자기력을 통합기술한다. 이 model에서의 gauge group는 SU_(3)^(0)×SU_(2)×U_(1)이다. 여기서는, 각 상호작용력에 해당되는 gauge group이 서로 다르므로, 실제적인 통합기술이 되었다고는 할 수 없다. (3) Georgi-Glashow model 이 모델은 「Grand Unification」이 성공한 모델로서, fermion에 의한 강핵력, 약핵력, 전자기력이 gauge group SU_(5)로서 통합기술된다. 특히, lepto-quark boson과 diquark boson에 의해서 양성자의 붕괴를 예측할 수 있었으며, 또한 양성자의 lifetime이 대략적으로 계산될 수 있었다. 위에서 언급한 모든 사항들은 실험적 사실과 위배되는 점은 없다. 그러나, SU_(5) model에서는 「Flavor question」과 「Gauge hierarchy problem」을 설명하지는 못한다.;Unified gauge theories of strong, weak, and electromagnetic interaction for the elementary particles were reviewed with the following models: (1) Weinberg - Salam model In this model, the weak and electromagnetic interaction for leptons are unified in the gauge group SU_(2)× U_(1). Gauge bosons for weak interaction - W_(μ)^(±), Z_(μ) - are massive, A_(μ) (Photon) for electromagnetic interaction is massless. It is important that neutral current, J_(z)^(μ), was predicted by Weinberg and Salam, and then was verified it as the experiment. (2) Standard model In this model, the weak, electromagnetic, and strong interaction for fermions are unified. Standard model is based on the gauge group SU_(3)^(c)×SU_(2)×U_(1). Actually, standard model do not unify the interactions, because of using different gauge group corresponding each interaction. (3) Georgi-Glashow model Strong, weak, and electromagnetic interaction for fermions are unified. There is a single group SU_(5). This unification is Grand Unification. Especially, the proton decay was predicted by lepto-quark boson and diquark boson appearing in this model. Also, the life time of the proton is roughly estimated. Statements above mentioned are agreed with experimental data. However, there are two problems in SU_(5) model, which are Flavor Question and Gauge Hierarchy Problem.