Введение в суперсимметрию и супергравитацию - Уэст П.
Скачать (прямая ссылка):
слегка изменяться с появлением суперсимметрии и теории струны.
Остается открытым вопрос о том, применима ли стандартная модель при
энергиях, значительно превышающих ее характерный масштаб 100 ГэВ и
приближающихся к энергиям теории струны 1019 ГэВ. Если это не так, то
может радикально измениться наше понимание того, каким образом известная
физика содержится в теории струны.
Несмотря на все эти неопределенности, кажется вполне вероятным, что
изучение суперсимметрии будет продолжаться в течение многих лет как в
контексте теории струны, так и в контексте низкоэнергетических теорий,
которые могут быть сопоставлены с экспериментальными данными, полученными
на новых ускорителях. После стольких лет усилий, направленных на создание
единой теории, проявление суперсимметрии в экспериментах весьма
желательно.
ЦЕРН, Швейцария Питер Уэст
20 июля 1988 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Эта книга написана на основе прочитанного мною курса лекций по
суперсимметрии и супергравитации. В процессе чтения лекций я пришел к
убеждению, что необходима книга, которая представляла бы собой введение в
основные аспекты теорий суперсимметрии. Хотя содержание данной книги
несколько ограничено областью моих научных интересов в период чтения
лекций, она охватывает все основные вопросы теории, необходимые для
введения в предмет, а также некоторые более сложные вопросы. Последние
касаются квантовых свойств теорий суперсимметрии и построения теорий
супергравитации. Заключительная глава содержит обсуждение свободной
калибровочно-ковариант-ной теории струны.
Теории суперсимметрии оказали значительное влияние на современное
поколение физиков-теоретиков. Они стимулировали поиски единой
унифицированной теории физики и привели к более широкому пониманию того,
как построено пространство-время, в котором мы живем. С общей точки
зрения они сделали более приемлемым изучение идей, которые на первый
взгляд лишь отдаленно связаны с экспериментальными данными. При изложении
материала там, где это необходимо, мною были предприняты усилия, чтобы
подробно вывести результаты. Тем не менее можно надеяться, что при
изучении предмета читатель наряду с математическими преобразованиями
воспримет также более полно концепции, лежащие в основе теорий
суперсимметрии.
Мне бы хотелось выразить признательность Королевскому колледжу,
Калифорнийскому технологическому институту и ЦЕРНу, где была написана и
напечатана рукопись. Я хочу также поблагодарить моих коллег, совместная
работа с которыми стимулировала более глубокое понимание обсуждаемых
здесь проблем.
Лондон Июнь 1986
Питер Уэст
I. ВВЕДЕНИЕ
Данная книга появилась в результате цикла лекций, прочитанных на
различных летних школах; она задумана как введение в суперсимметрию и
супергравитацию. Книгу можно рассматривать как учебное пособие в том
смысле, что почти всегда приводятся подробные доказательства. После более
чем десятилетнего интенсивного развития теорий суперсимметрии всю
обширную литературу по этой теме невозможно охватить в одном томе. Вместо
беглого обсуждения многих вопросов мы решили ограничиться рассмотрением
тех из них, которые существенны для начального изучения, важны для
развития суперсимметрии в целом и достаточно полное изложение которых
займет не слишком много места. Это включает почти все вопросы, связанные
с глобальной суперсимметрией и с (N = 1) -супергравитацией. В книгу не
вошли теории расширенной супергравитации, суперструнные теории, размерная
редукция Калуцы - Клейна и подробное обсуждение феноменологических
следствий суперсимметрии. Список литературы, включающий некоторые обзоры
по этим важным темам, приведен в приложении Б.
Учитывая вводный характер книги, мы не пытались дать систематизированное
описание предмета или представить полные математические обоснования,
опасаясь, что читатель запутается в деталях. Часто приводятся только те
черты теории, которые необходимы для последовательного вывода требуемого
результата. В этом смысле данная книга не претендует на полноту и
математическую строгость изложения, но мы надеемся, что она доступна для
понимания. Мы ожидаем, что читатель ощутит себя на вершине айсберга,
имеющего куда более значительную скрытую подводную часть. В особенности
это относится, например, к гл. 12, посвященной суперпространству.
Существенная часть данной книги написана одновременно с книгой [6].
Последняя представляет собой более серьезную монографию, в которой
подробно рассмотрены концептуальные и математические вопросы
суперсимметрии, а затем на этой основе теория суперсимметрии выведена во
всех деталях и с достаточной полнотой. Получилась довольно большая, но
систематическая и содержательная по всем затронутым вопросам книга. Нами
были приняты меры для избежания повторений в этих двух книгах, и мы
надеемся, что они будут взаимно до-
ВВЕДЕНИЕ
13
полнить друг друга. Но в последних главах имеется некоторая близость
изложения, и я рад выразить благодарность Питеру ван Ньювенхейзену за то,
