Supersymmetric Grand Unified Theories: From Quarks to Strings via SUSY GUTs

ویرایش: 1 
نویسندگان: Stuart Raby (auth.)  
سری: Lecture Notes in Physics 939 
ISBN (شابک) : 9783319552552, 9783319552538 
ناشر: Springer International Publishing 
سال نشر: 2017 
تعداد صفحات: 426 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 6 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 52,000



این سخنرانی‌های تست‌شده در دوره مقدمه‌ای فنی بر نظریه‌های یکپارچه بزرگ ابرمتقارن (SUSY GUTs) و همچنین دیدگاه شخصی درباره موضوع توسط یکی از پیشگامان این حوزه ارائه می‌کنند.

در حالی که استاندارد استاندارد است. مدل فیزیک ذرات در توصیف جهان شناخته شده بسیار موفق است، با این حال، یک نظریه ناقص با بسیاری از پارامترهای آزاد و مسائل باز است. یک راه حل ظریف برای همه این مشکلات، نظریه پیشنهادی SUSY GUTs است. در GUT، کوارک‌ها و لپتون‌ها به روشی ساده از طریق تقارن یکسان‌کننده به هم مرتبط هستند و بارهای الکتریکی آن‌ها کوانتیزه می‌شوند، سپس قدرت نسبی نیروهای قوی، ضعیف و الکترومغناطیسی پیش‌بینی می‌شود. SUSY GUT علاوه بر این، چارچوبی برای درک جرم ذرات فراهم می کند و نامزدهایی را برای ماده تاریک ارائه می دهد. در نهایت، با گسترش SUSY GUTs به نظریه ریسمان، یک وحدت مکانیکی کوانتومی سازگار از چهار نیروی شناخته شده (شامل گرانش) به دست می آید.

کتاب در سه بخش سازماندهی شده است: بخش اول بخش شامل معرفی مختصری از مدل استاندارد، ابرتقارن و مدل استاندارد ابر متقارن حداقلی است. سپس SUSY GUT ها در چهار بعد فضا-زمان معرفی و بررسی می شوند. علاوه بر این، مسائل کیهان شناختی مربوط به SUSY GUTs مورد بحث قرار می گیرد. سپس الزامات تعبیه یک SUSY GUT 4 بعدی در نظریه‌های ابعاد بالاتر از جمله گرانش (یعنی نظریه ریسمان) بررسی می‌شود. بر این اساس، بخش دوم دوره به بحث در مورد به اصطلاح Orbifold GUT و چگونگی حل برخی از مشکلات فنی 4D SUSY GUT اختصاص داده شده است. Orbifold GUTs مجموعه جدیدی از مسائل باز را معرفی می‌کند، که سپس در بخش سوم حل می‌شوند که در آن نشان داده می‌شود که چگونه Orbifold GUT‌ها را در E(8) x E(8) Heterotic String در 10 بعد فضا-زمان جاسازی کنیم. p>

These course-tested lectures provide a technical introduction to Supersymmetric Grand Unified Theories (SUSY GUTs), as well as a personal view on the topic by one of the pioneers in the field.

While the Standard Model of Particle Physics is incredibly successful in describing the known universe it is, nevertheless, an incomplete theory with many free parameters and open issues. An elegant solution to all of these quandaries is the proposed theory of SUSY GUTs. In a GUT, quarks and leptons are related in a simple way by the unifying symmetry and their electric charges are quantized, further the relative strength of the strong, weak and electromagnetic forces are predicted. SUSY GUTs additionally provide a framework for understanding particle masses and offer candidates for dark matter. Finally, with the extension of SUSY GUTs to string theory, a quantum-mechanically consistent unification of the four known forces (including gravity) is obtained.

The book is organized in three sections: the first section contains a brief introduction to the Standard Model, supersymmetry and the Minimal Supersymmetric Standard Model. Then SUSY GUTs in four space-time dimensions are introduced and reviewed. In addition, the cosmological issues concerning SUSY GUTs are discussed. Then the requirements for embedding a 4D SUSY GUT into higher-dimensional theories including gravity (i.e. String Theory) are investigated. Accordingly, section two of the course is devoted to discussing the so-called Orbifold GUTs and how in turn they solve some of the technical problems of 4D SUSY GUTs. Orbifold GUTs introduce a new set of open issues, which are then resolved in the third section in which it is shown how to embed Orbifold GUTs into the E(8) x E(8) Heterotic String in 10 space-time dimensions.

Front Matter....Pages i-xiv
Introduction....Pages 1-2
Brief Review of the Standard Model....Pages 3-9
Minimal Supersymmetric Standard Model....Pages 11-17
Soft SUSY Breaking Mechanisms....Pages 19-24
Introduction to SU(5) and SO(10) GUTs....Pages 25-42
SUSY GUTs....Pages 43-52
SUSY Flavor Problem....Pages 53-62
SUSY GUTs and the CP and Flavor Problem....Pages 63-69
Fermion Masses and Mixing in SUSY GUTs: Predictive Theories....Pages 71-85
Baryogenesis, Cosmological Moduli and Gravitino Problems, and Dark Matter....Pages 87-123
The Little Hierarchy Problem or Fine-Tuning....Pages 125-149
Problems of 4D GUTs....Pages 151-153
Orbifold GUTs....Pages 155-156
An E6 Orbifold GUT in 5D....Pages 157-183
SUSY Breaking in 5D....Pages 185-194
SUSY GUTs in 6D: Precise Gauge Coupling Unification....Pages 195-197
Discrete R Symmetries for the MSSM and Its Singlet Extensions....Pages 199-208
Embedding Orbifold GUTs in the Heterotic String....Pages 209-237
Gauge Coupling Unification and Proton Decay....Pages 239-265
SUSY Breaking and Moduli Stabilization....Pages 267-308
Other String Constructions....Pages 309-315
Epilogue....Pages 317-318
Problems....Pages 319-336
Solutions to Problems....Pages 337-364
Back Matter....Pages 365-367
....Pages 369-370