Введение

Энергия великого объединения, или шкала GUT, – это уровень энергии, выше которого, как считается, электромагнитная сила, слабое взаимодействие и сильное взаимодействие становятся равными по величине и объединяются в единую силу, описываемую простой группой Ли. Точное значение энергии великого объединения (если великое объединение действительно реализуется в природе) зависит от конкретной физики, существующей на более коротких масштабах расстояний, которые еще не исследованы экспериментально. Если предположить модель «Пустыни» и суперсимметрию, то она составляет около 1025 эВ или ГэВ (≈ 1,6 мегаджоуля). Некоторые Великие объединенные теории (GUT) могут предсказывать энергию великого объединения, но, как правило, с большой неопределенностью из-за деталей, зависящих от конкретной модели, таких как выбор группы калибровки, сектора Хиггса, состава материи или других свободных параметров. Более того, на данный момент справедливо утверждать, что не существует общепринятого минимального GUT. Объединение электрослабого взаимодействия и сильного взаимодействия с гравитационным взаимодействием в так называемой «Теории всего» требует еще более высокого уровня энергии, который обычно считается близким к планковской шкале ГэВ. Теоретически, на таких малых расстояниях гравитация становится сопоставимой по величине с тремя другими известными силами природы. Это утверждение может изменяться, если существуют дополнительные пространственные измерения на промежуточных масштабах. В этом случае сила гравитационного взаимодействия возрастает быстрее на меньших расстояниях, и энергетический масштаб, на котором объединяются все известные силы природы, может быть значительно ниже. Этот эффект используется в моделях с большими дополнительными измерениями. Самый мощный коллайдер на сегодняшний день, Большой адронный коллайдер (LHC), предназначен для достижения энергии около 104 ГэВ при столкновениях протонов с протонами. Шкала 1016 ГэВ всего на несколько порядков меньше планковской энергии 1019 ГэВ и, следовательно, недостижима для наземных коллайдеров, созданных человеком.