N = 8 Супергравитация - N=8 Supergravity
В четырех измерениях пространства-времени N = 8. Супергравитация - это наиболее симметричная квантовая теория поля, которая включает гравитацию и конечное число полей. Его можно найти, уменьшив размерность 11D супергравитации, сделав размер семи измерений равным нулю. Он имеет восемь суперсимметрий, что является максимальным значением, которое может иметь любая гравитационная теория, поскольку между спином 2 и спином -2 восемь полушагов. (Гравитон со спином 2 - это частица с наивысшим спином в этой теории.) Больше суперсимметрий означало бы, что у частиц были бы суперпартнеры со спинами больше 2. Единственные теории со спинами больше 2, которые согласованы, включают бесконечное число частиц ( такие как теория струн и теории высших спинов). Стивен Хокинг в своей « Краткой истории времени» предположил, что эта теория может быть теорией всего . Однако в последующие годы от этого отказались в пользу теории струн . В 21 веке возобновился интерес, и появилась возможность, что эта теория может быть конечной.
Расчеты
Недавно было обнаружено, что расширение N = 8 супергравитации в терминах диаграмм Фейнмана показало, что N = 8 супергравитация в некотором роде является продуктом двух N = 4 супер- теорий Янга – Миллса . Схематично это записано как:
N = 8 Супергравитация = (N = 4 Супер Янга – Миллса) × (N = 4 Супер Янга – Миллса)
Это неудивительно, поскольку супергравитация N = 8 содержит шесть независимых представлений N = 4 Супер Янга – Миллса.
Содержание частиц
Теория содержит 1 гравитон (спин 2), 8 гравитино (спин 3/2), 28 векторных бозонов (спин 1), 56 фермионов (спин 1/2), 70 скалярных полей (спин 0), где мы не различаем частицы с отрицательной спинкой. Эти числа представляют собой простые комбинаторные числа, которые происходят из Треугольника Паскаля, а также количество способов записать n как сумму 8 неотрицательных кубов A173681 .
Одна из причин отказа от теории заключалась в том, что 28 векторных бозонов, которые образуют калибровочную группу O (8), слишком малы, чтобы содержать калибровочную группу стандартной модели U (1) xSU (2) xSU (3), которая может уместиться только в пределах ортогональная группа O (10).
При построении модели предполагалось, что почти все суперсимметрии будут нарушены по своей природе, оставив только одну суперсимметрию (N = 1), хотя в настоящее время из-за отсутствия доказательств суперсимметрии N = 1 в настоящее время рассматриваются более высокие суперсимметрии, такие как N = 2.
Связь с теорией суперструн
N = 8 Супергравитацию можно рассматривать как низкоэнергетическое приближение суперструны типа IIA или типа IIB с 6-ю размерностями, компактифицированными на 6-торе. Точно так же ее можно рассматривать как 11D M-теорию с семью измерениями, компактифицированными на 7-торе.
Глобальные симметрии
В этой теории были обнаружены некоторые удивительные глобальные симметрии. Например, было показано, что существует глобальная симметрия E 7, но для того, чтобы теория была конечной, считается, что могут быть другие симметрии, которые еще не найдены.