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결합상수 러닝

Running coupling

재규격화군 방정식에 따라 결합상수가 에너지 척도에 의존하는 현상. 대통일의 정량적 검증 수단이다.

· 수정 2026년 9월 18일고급검토 중
쓰이는 트랙물리학

다른 이름: 재규격화군 흐름, 러닝 커플링

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정의

μdgdμ=β(g)=bg316π2+O(g5)(1)\mu\frac{\dd g}{\dd\mu} = \beta(g) = -\frac{b\,g^3}{16\pi^2} + O(g^5) \tag{1}

α=g2/4π\alpha = g^2/4\pi로 쓰면 1-루프에서

1α(μ)=1α(μ0)+b2πlnμμ0.(2)\frac{1}{\alpha(\mu)} = \frac{1}{\alpha(\mu_0)} + \frac{b}{2\pi}\ln\frac{\mu}{\mu_0}. \tag{2}

1-루프 계수

게이지군 GG, 페르미온(바일) 표현 RfR_f, 복소 스칼라 표현 RsR_s에 대해

b=113C2(G)23fT(Rf)13sT(Rs).(3)b = \frac{11}{3}C_2(G) - \frac{2}{3}\sum_f T(R_f) - \frac{1}{3}\sum_s T(R_s). \tag{3}

표준모형(SU(5) 규격화된 U(1)YU(1)_Y, 힉스 이중항 1개)에서 (b1,b2,b3)=(4110,196,7)(b_1, b_2, b_3) = (-\tfrac{41}{10}, \tfrac{19}{6}, 7). 부호 규약에 따라 bib_i의 부호가 반대로 쓰이기도 하므로 항상 1/α1/\alpha의 기울기 방향을 확인한다.

대통일과의 관계

세 결합상수가 한 척도 MGUTM_{\text{GUT}}에서 만난다는 것은 두 개의 입력(α1,α2\alpha_1, \alpha_2)으로 하나의 예측(α3\alpha_3 또는 sin2θW\sin^2\theta_W)을 하는 것이다. 표준모형만으로는 약 몇 퍼센트 어긋나고, MSSM에서는 MGUT2×1016M_{\text{GUT}} \approx 2\times10^{16} GeV에서 잘 맞는다. 자세한 수치는 SU(5) 단원을 참고.

초고 AI 보조이 글은 초고 작성에 AI 보조를 썼습니다. 수식 유도와 인용은 사람이 확인해야 검토 완료로 올라갑니다.사용 범위

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