Праблема калібравальнай іерархіі

Праблема калібравальнай іерархіі з'яўляецца адной з праблем сучаснай фізікі элементарных часціц, якая складаецца ў тым, што характэрныя энергетычныя маштабы розных фундаментальных узаемадзеянняў, а таксама некаторыя меркаваныя маштабы з'яў, якія выходзяць за рамкі Стандартнай мадэлі, адрозніваюцца на шмат парадкаў. Актуальнымі, у прыватнасці, з'яўляюцца пытанні, прыроды такой іерархіі, прычын яе ўстойлівасці і наяўнасці вялікай «пустыні» паміж двума групамі маштабаў.

Фізіка за межамі Стандартнай мадэлі

Стандартная мадэль Сведчанні Праблема калібравальнай іерархіі · Цёмная матэрыя Праблема касмалагічнай пастаяннай Моцная CP-праблема Нейтрынныя асцыляцыі Барыённая асіметрыя Сусвету Тэорыі Тэхнікалор Тэорыя Калуцы — Клейна Тэорыі Вялікага аб’яднання Тэорыя ўсяго Тэорыя струн Суперсіметрыя MSSM · Тэорыя суперструн Супергравітацыя Квантавая гравітацыя Тэорыя струн Петлявая квантавая гравітацыя Прычынная дынамічная трыангуляцыя Кананічная квантавая гравітацыя Эксперыменты Gran Sasso · INO · ВАК SNO · Super-K · Тэватрон

Апісанне праблемы

У кожнага з вядомых фундаментальных узаемадзеянняў існуе пэўны характэрны энергетычны маштаб. Напрыклад, для моцнага ўзаемадзеяння гэты маштаб роўны $\Lambda _{QCD}$~200 МэВ. У прыватнасці, іменна гэты маштаб вызначае масы самых лёгкіх адронаў. Электрамагнітнае і слабае ўзаемадзеянні, аб'яднаныя ў адзінае электраслабае ўзаемадзеянне, маюць характэрны энергетычны маштаб, роўны так званаму вакуумнаму сярэдняму хігсаўскага базона $v$≈246 ГэВ. На фоне гэтых маштабаў кантрастуе характэрны энергетычны маштаб гравітацыйнага ўзаемадзеяння, вызначаны велічынёй планкаўскай энергіі $M_{Pl}$~10¹⁹ ГэВ.

У наяўных тэарэтычных мадэлях магчымых пашырэнняў Стандартнай мадэлі маюцца і іншыя ўзаемадзеянні і звязаныя з імі маштабы. Так, моцнае і электраслабае ўзаемадзеянні павінны аб'ядноўвацца ў электрамоцнае (так званае Вялікае аб'яднанне) пры энергіях парадку $M_{GUT}$~10¹⁶ ГэВ. Акрамя гэтага ў некаторыя тэорыі, якія тлумачаць наяўнасць канчатковай масы нейтрына, фігуруе маштаб $M_{\nu }$~10¹⁴ ГэВ. Такую ж велічыню мае маштаб $M_{PQ}$, звязаны з CP-інварыянтнасцю ў моцных узаемадзеяннях.

Праблема калібравальнай іерархіі заключаецца ў тлумачэнні назіранай моцнай неадпаведнасці паміж гэтымі маштабамі:

$\Lambda _{QCD},~v\ll M_{Pl},~M_{GUT},~M_{\nu },~M_{PQ}$

У прыватнасці, вылучаюць праблему паходжання іерархіі, праблему яе ўстойлівасці і праблему наяўнасці вялікага дыяпазону энергій («пустыні»), якія не адпавядаюць ніякім узаемадзеянням.

Гл. таксама

• Праблема іерархіі ферміённых мас

Літаратура

• С. В. Троицкий Нерешённые проблемы физики элементарных частиц // Успехи физических наук. — 2012. — Т. 182. — С. 77—103.