Steven Weinberg y Abdus Salam elaboraron en 1967-1968, una teoría relativista del campo cuántico, que permitía expresar las interacciones electromagnéticas y débiles de una manera unificadas (modelo electrodébil), y que predijo hechos que luego fueron comprobados experimentalmente. Posteriormente, Howard Georgi y Sheldon Lee Glashow desarrollaron una nueva teoría, que aportaba nuevas características y corregía algunos errores y omisiones de la anterior teoría. Sin embargo de las ecuaciones se desprendía el decaimiento del protón. Esto llevó a algunos famosos experimentos para detectar este efecto: pero como el tiempo de vida de un protón es muy largo, en el orden de 1031 años, no es posible observar la partícula el tiempo suficiente como para presenciar la descomposición. En reemplazo de esto, quizás el efecto podría ser observado si se examinan suficientes protones. Algunos intentos de medición conocidos se realizaron en piscinas subterráneas (para proteger el experimento de radiaciones) de grandes dimensiones, en las que el decaimiento del protón sería visualizado como un destello en una serie de fotosensores.
Formulación matemática
El modelo estándar de la física de partículas es una teoría de campo de gauge que describe a fermiones elementales (leptones y quarks) en interacción mutua mediante una serie de campos de Yang-Mills de bosones intermediarios. Puesto que el modelo electrodébil (que describe la interacción electromagnética y débil) está basado en una teoría de gauge con grupo gauge de simetría SU(2)xU(1) y la cromodinámica cuántica (que describe la interacción fuerte) está basada en una teoría con grupo gauge SU(3); los físicos han encontrado prometedor describir todas estas interacciones mediante una teoría gauge con un grupo de simetría que tenga como subgrupos a los grupos gauge mencionados.
SU(5)
Un candidato obvio para grupo de simetría es SU(5) en el que se basa el modelo de Georgi-Glashow de 1974. En ese modelo se incluía un mecanismo de ruptura espontánea de la simetría por el cual la simetría original completa, se volvía una simetría menos general U(1)xSU(2)xSU(3) a bajas energía por fenómenos que rompían la simetría. Aunque a grandes energías los factores de ruptura se vuelven irrelevantes y los tres tipos de interacción debían aparecer como manifestaciones del mismo campo. Una de las predicciones de este modelo es que existirían interacciones que transformarían quarks en leptones violando la conservación de número bariónico (aunque aún se conservaría la suma del número bariónico más el número leptónico). Una de esas interacciones mencionadas permitiría la desintegración del protón en otras partículas leptónicas. Como la propia teoría permite calcular la tasa de desintegración en principio es más o menos directo someter a prueba la teoría. Desgraciadamente la desintegración del protón no ha sido observada y los límites de error experimental permiten descartar la teoría, razón por la cual se han buscado otros grupos de simetría gauge que den lugar a predicciones de acuerdo con lo observado. Aunque la elegancia de esta teoría ha hecho que sea la base de muchas otras propuestas posteriores algo más complicadas.
Otras propuestas
Se han propuesto muchas teorías de gran unificación con grupo gauge que tiene como subgrupos al grupo gauge del modelo estándar (U(1)xSU(2)xSU(3)), aunque ninguna de ellas tiene aceptación general. Algunas teorías de gran unificación convencionales son:
teoría, gran, unificación, teoría, gran, unificación, inglés, grand, unification, theory, teoría, unificaría, tres, cuatro, fuerzas, fundamentales, naturaleza, fuerza, nuclear, débil, fuerza, nuclear, fuerte, fuerza, electromagnética, fuerza, gravedad, conside. Una teoria de gran unificacion TGU en ingles Grand Unification Theory GUT 1 es una teoria que unificaria tres de las cuatro fuerzas fundamentales en la naturaleza la fuerza nuclear debil fuerza nuclear fuerte y la fuerza electromagnetica La fuerza de gravedad no es considerada en las teoria de gran unificacion pero si en una eventual teoria del todo Theory of Everything ToE que consideraria las cuatro interacciones fundamentales Steven Weinberg y Abdus Salam elaboraron en 1967 1968 una teoria relativista del campo cuantico que permitia expresar las interacciones electromagneticas y debiles de una manera unificadas modelo electrodebil y que predijo hechos que luego fueron comprobados experimentalmente Posteriormente Howard Georgi y Sheldon Lee Glashow desarrollaron una nueva teoria que aportaba nuevas caracteristicas y corregia algunos errores y omisiones de la anterior teoria Sin embargo de las ecuaciones se desprendia el decaimiento del proton Esto llevo a algunos famosos experimentos para detectar este efecto pero como el tiempo de vida de un proton es muy largo en el orden de 1031 anos no es posible observar la particula el tiempo suficiente como para presenciar la descomposicion En reemplazo de esto quizas el efecto podria ser observado si se examinan suficientes protones Algunos intentos de medicion conocidos se realizaron en piscinas subterraneas para proteger el experimento de radiaciones de grandes dimensiones en las que el decaimiento del proton seria visualizado como un destello en una serie de fotosensores Indice 1 Formulacion matematica 1 1 SU 5 1 2 Otras propuestas 2 Vease tambien 3 Notas y referencias 4 BibliografiaFormulacion matematica EditarEl modelo estandar de la fisica de particulas es una teoria de campo de gauge que describe a fermiones elementales leptones y quarks en interaccion mutua mediante una serie de campos de Yang Mills de bosones intermediarios Puesto que el modelo electrodebil que describe la interaccion electromagnetica y debil esta basado en una teoria de gauge con grupo gauge de simetria SU 2 xU 1 y la cromodinamica cuantica que describe la interaccion fuerte esta basada en una teoria con grupo gauge SU 3 los fisicos han encontrado prometedor describir todas estas interacciones mediante una teoria gauge con un grupo de simetria que tenga como subgrupos a los grupos gauge mencionados SU 5 Editar Un candidato obvio para grupo de simetria es SU 5 en el que se basa el modelo de Georgi Glashow de 1974 En ese modelo se incluia un mecanismo de ruptura espontanea de la simetria por el cual la simetria original completa se volvia una simetria menos general U 1 xSU 2 xSU 3 a bajas energia por fenomenos que rompian la simetria Aunque a grandes energias los factores de ruptura se vuelven irrelevantes y los tres tipos de interaccion debian aparecer como manifestaciones del mismo campo Una de las predicciones de este modelo es que existirian interacciones que transformarian quarks en leptones violando la conservacion de numero barionico aunque aun se conservaria la suma del numero barionico mas el numero leptonico Una de esas interacciones mencionadas permitiria la desintegracion del proton en otras particulas leptonicas Como la propia teoria permite calcular la tasa de desintegracion en principio es mas o menos directo someter a prueba la teoria Desgraciadamente la desintegracion del proton no ha sido observada y los limites de error experimental permiten descartar la teoria razon por la cual se han buscado otros grupos de simetria gauge que den lugar a predicciones de acuerdo con lo observado Aunque la elegancia de esta teoria ha hecho que sea la base de muchas otras propuestas posteriores algo mas complicadas Otras propuestas Editar Se han propuesto muchas teorias de gran unificacion con grupo gauge que tiene como subgrupos al grupo gauge del modelo estandar U 1 xSU 2 xSU 3 aunque ninguna de ellas tiene aceptacion general Algunas teorias de gran unificacion convencionales son Modelo minimo levogiro dextrogiro basado en S U 3 C S U 2 L S U 2 R U 1 B L displaystyle scriptstyle SU 3 C times SU 2 L times SU 2 R times U 1 B L Modelo de Georgi Fritzsch Minkowski basado en S O 10 displaystyle scriptstyle SO 10 Modelo SU 5 modificado basado en S U 5 U 1 x Z 5 displaystyle scriptstyle SU 5 times U 1 chi mathbb Z 5 Modelo SO 10 modificado S O 10 U 1 displaystyle scriptstyle SO 10 times U 1 Modelo de Pati Salam S U 4 S U 2 S U 2 displaystyle scriptstyle SU 4 times SU 2 times SU 2 o S U 4 S U 2 L S U 2 R displaystyle scriptstyle SU 4 times SU 2 L times SU 2 R Modelo de color quiral basado en S U 3 R S U 3 L displaystyle scriptstyle SU 3 R times SU 3 L Modelo de trinificacion basado en S U 3 S U 3 S U 3 displaystyle scriptstyle SU 3 times SU 3 times SU 3 o S U 3 C S U 3 L S U 3 R displaystyle scriptstyle SU 3 C times SU 3 L times SU 3 R Modelo de Ernest Ma basado en S U 3 q S U 3 L S U 2 S U 2 U 1 displaystyle scriptstyle SU 3 q times SU 3 L times SU 2 times SU 2 times U 1 Modelo de Ernest Ma basado en S U 3 4 S U 3 6 displaystyle scriptstyle SU 3 4 times SU 3 6 Modelo SU 6 basado en S U 6 displaystyle scriptstyle SU 6 Modelo SU 6 4 x Z4 basado en S U 6 4 Z 4 displaystyle scriptstyle SU 6 4 times Z 4 Modelo SU 8 basado en S U 8 displaystyle scriptstyle SU 8 Modelo O 16 basado en O 16 displaystyle scriptstyle O 16 Modelo AMOSA13 13 basado en A M O S A 13 13 displaystyle scriptstyle AMOSA13 13 Modelo E6 basado en E 6 displaystyle scriptstyle E 6 Modelo E8 basado en E 8 displaystyle scriptstyle E 8 Vease tambien EditarFisica teorica Superfuerza Una teoria del todo excepcionalmente simpleNotas y referencias Editar El termino GUT es un gino ya que significa bueno en aleman y es un cuasihomofono del ingles good que tambien significa lo mismo Bibliografia EditarRoss G 1984 Grand Unified Theories Westview Press ISBN 978 0 8053 6968 7 Datos Q382037 Multimedia Grand Unified TheoryObtenido de https es wikipedia org w index php title Teoria de la gran unificacion amp oldid 132363764, 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