과학연구

굽은공간우에서 정의된 초대칭마당론에 대한 연구

 2020.4.14.

위대한 령도자 김정일동지께서는 다음과 같이 교시하시였다.

《소립자론과 마당론에 대한 연구에도 힘을 넣어야 합니다. 소립자론과 마당론은 물질세계의 본질을 해명하기 위한 기초원리적인 과학분야이므로 리론물리학부문에서는 마땅히 여기에 힘을 넣어야 합니다.》 (김정일전집》 제4권 410~411페지)

물질세계의 본질을 탐구하기 위한 노력이 심화됨에 따라 물질세계를 이루는 소립자들은 쿼크와 렙톤, 히그스립자들이며 이것들사이에는 중력, 전기약한호상작용, 강한호상작용, 유까와호상작용이 있다는것이 리론적 및 실험적으로 밝혀졌다. 하지만 이 소립자들의 표준모형은 대략 수십TeV까지의 에네르기대역에서만 성립하며 따라서 그보다 높은 대역에서의 물리적현상들을 설명하기 위한 새로운 모형 즉 비표준모형을 구성하여야 할 필요가 제기된다.

지금까지 제기된 수많은 비표준모형들중에서도 초대칭리론은 표준모형이 가지고있는 계층구조문제를 비롯한 여러 문제점들을 원만히 해결할수 있는것으로 하여 가장 큰 주목을 받고있으며 이에 대한 연구사업이 계속 진행되고있다. 특히 최근에는 굽은공간우에서 정의된 초대칭마당론에 초대칭국부화방법을 도입하여 발생범함수를 비롯한 여러가지 중요한 물리적량들을 비섭동적인 방법으로 계산하여 게이지-중력대응리론을 검증하는데 리용하고있다.

우리는 4차원 굽은공간우에서 정의된 R-대칭성을 가지는 N=1 초대칭마당론의 워드항등식들을 구하고 그로부터 나오는 물리적결과를 해석하였다. 초대칭마당론의 대칭성들을 수학적으로 반영하는 이 워드항등식들은 4차원 N=1 새로운 초중력리론을 리용하여 유도하였다. 유도된 워드항등식들을 배경마당에 관하여 범함수도함수를 취함으로써 연산자들의 다점상관함수들사이의 련관성을 구하였다. 결과 초대칭성이 자발파괴되지 않는 가정하에서 리론에 모순이 없기 위하여서는 U(1) 카이랄이상성곁수가 령이 될것이 필요하다는것을 증명하였다.

4차원 굽은공간우에서 정의된 R-대칭성을 가지는 N=1초대칭마당론에 대한 대부분의 선행연구들에서는 초대칭성이 자발파괴되지 않는다는 가정을 리용하였으나 U(1) 카이랄이상성곁수가 령이 아닌 경우를 고찰하였다. 하지만 이 선행연구들에서 계산한 발생범함수는 게이지-중력대응리론으로부터 계산한 결과와 잘 맞지 않는다. 우리의 연구결과는 이러한 불일치성이 나타나는 원인이 선행연구들에서 고찰한 리론의 수학적모순성에 있다는것을 보여준다.

우리의 연구성과는 2019년에 "Quantum Consistency in Supersymmetric Theories with R-symmetry in Curved Space"라는 제목으로 고에네르기물리학잡지 "Journal of High Energy Physics"에 JHEP 05(2019)146으로 출판되였다.