Введение в суперсимметрию и супергравитацию - Уэст П.
Скачать (прямая ссылка):
достаточно подробного описания полученных результатов в области
суперсимметричной квантовой теории поля и супергравитации, начиная с
основ и заканчивая некоторыми результатами последнего времени.
Значительные успехи перенормируемой калибровочной теории взаимодействия
элементарных частиц, так называемой стандартной модели Глэшоу - Вайнберга
- Салама, основанной на группе S 17(3) с X SU(2) l X С (I), возродили
надежду построить единую теорию всех взаимодействий, включая гравитацию.
Обобщением стандартной модели в области сверхвысоких энергий является
теория Великого объединения (простейшая такая теория известна как модель
SU(b) Джорджи - Глэшоу), содержащая упомянутую группу в качестве
подгруппы. Несмотря на то, что с помощью теорий Великого объединения
получен ряд феноменологических достижений, в значительной степени не
зависящих от частного вида выбранной группы симметрии, эти теории имеют и
ряд серьезных недостатков. Наиболее существенными из них являются
отсутствие объяснения иерархии взаимодействий и пренебрежение
гравитацией, хотя объединение в этих теориях происходит на масштабах, не
очень далеких от план-ковских. Естественный путь объединения гравитации с
полями меньших спинов предлагается супергравитацией. Модели со спонтанно
нарушенной (N = 1)-супергравитацией явились основой для
феноменологического описания физики частиц с интересными предсказаниями в
области низких энергий; таким об-
6
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
разом, оказалось, что без гравитации фактически невозможно построить
феноменологически удовлетворительную теорию.
В 1982-1983 гг. в экспериментах на ускорителе ЦЕРН были открыты
промежуточные векторные бозоны W+, W~ и Z0, ответственные за слабые
взаимодействия, что явилось прямым подтверждением теории Глэшоу-Вайнберга
- Салама. Великое объединение кварков и лептонов возможно, если в
дополнение к известным калибровочным бозонам стандартной модели имеются
массивные калибровочные бозоны, ответственные за переходы между этими
двумя классами частиц; открытие таких бозонов ожидается с большим
нетерпением. Несмотря на предсказания, следующие из суперсимметрии в
различных интервалах энергии (как правило, выше доступных для современных
ускорителей), в настоящее время экспериментального подтверждения такой
симметрии все еще нет. Тем не менее наличие достаточно привлекательных
теоретических соображений в пользу суПерсимметрии способствует
продолжению экспериментальных поисков ее проявлений. Некоторые из новых
суперсимметричных частиц могут быть обнаружены уже сегодня или в
ближайшем будущем в опытах на ускорителях нового поколения.
Стремительное развитие теории суперсимметрии и супергравитации, интерес к
этим результатам привели к необходимости создания учебников, содержащих
наиболее важные аспекты этих теорий и рассчитанных на читателя, знакомого
с основными положениями теории поля. К такому, еще не многочисленному,
списку книг принадлежит монография П. Уэста. То, что эта книга основана
на лекциях, прочитанных на различных школах и конференциях, цель которых
- ознакомление широкой физической аудитории с основными вопросами
суперсимметрии и супергравитации, во многом определило характер изложения
фактического материала. Автор последовательно переходит от простых
формулировок к более сложным, подробно объясняя вновь вводимые понятия.
В начальных главах рассмотрены основные положения алгебры суперсимметрии
в релятивистской теории поля и простейшие (без взаимодействия) полевые
модели с такой симметрией. Приводятся необходимые сведения о
представлениях алгебры суперсимметрии, развивается соответствующее
тензорное исчисление.
На протяжении всей книги автор параллельно с теоретикополевым (или
компонентным) формализмом в привычном пространстве-времени использует
геометрическое описание. Для супергравитации, т. е. динамической теории
локальной (калибровочной) суперсимметрии, такое описание опирается на
понятие
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
7
суперпространства как фактор-пространства, возникающего при факторизации
расширенной группы Пуанкаре по группе Лоренца (расширенная группа
Пуанкаре имеет 14 параметров, поэтому суперпространство параметризовано
четырьмя бозонными и четырьмя фермионными координатами). Построение
супергравитации требует введения геометрических объектов в
суперпространстве, а ее основу составляет объединяющий принцип
относительности, содержащий в единой геометрической структуре как
пространственно-временные, так и внутренние симметрии. Геометрические
идеи супергравитации адекватны принципам общей теории относительности,
которую можно рассматривать как супергравитацию с N = 0.
После изложения формализма классической теории в суперпространстве автор
переходит к квантовой теории, рассматривая фейнмановскую диаграммную
технику в суперполевом подходе, когда суперграфы содержат определенный
набор обычных диаграмм Фейнмана, отвечающих компонентным бозе- и ферми-
