Beyond the Standard Model

Das Standardmodell war bis heute extrem erfolgreich im Beschreiben aller Phänomene der Teilchenphysik, die den heutigen Beschleunigern zugänglich sind (bis TeV). Trotzdem gibt es viele Theorien, die über das Standardmodell hinausgehen, da erwartet wird, dass das Modell bei hohen Energien nicht mehr gelten kann. Denn bei Energien vergleichbar mit der Planckmasse , mit Wechselwirkungskonstante der Gravitation, wird die Stärke der Gravitationswechselwirkung vergleichbar mit der elektromagnetischen Wechselwirkung zweier geladener Teilchen.
Weitere Probleme des Standardmodells:

• Hierarchie Problem: wieso ist so klein
• Higgsmasse: die Strahlungskorrekturen zur skalaren quadrierten Higgsmasse sind von der Grössenordnung (Skala), als natürliche Skala bietet sich die Planckmasse an. Damit wird . Das heisst die natürliche Masse eines skalaren Teilchens ist . Für die elektroschwache Theorie muss die Higgsmasse aber von der Grössenordnung der elektroschwachen Skala () sein.
• Neutrinos mit Masse im SM nicht möglich

Es gibt viele theoretische Modelle, die über das Standardmodell hinausgehen und versuchen ein paar der offenen Probleme zu lösen:

• Grand Unified Theories (GUT): die drei Wechselwirkungen sind verschiedene niederenergetische Aspekte einer Wechselwirkung
• Composite Models: Substruktur der Quarks und Leptonen (Preonen)
  Es gibt keinen Hinweis auf Substrukturen bis zu einer Energie von TeV
• Technicolor: neue starke Wechselwirkung
• Contact Interactions: 4-Fermionen vertices durch Substruktur oder eine neue Wechselwirkung mit schweren Teilchen
• Supersymmetrie: neue Symmetrie zwischen Bosonen und Fermionen
• String Models

es gibt aber bis jetzt keine klaren experimentelle Signaturen. Nach einer kurzen phänomenologischen Betrachtung von GUT werden wir in grösserem Detail Supersymmetrie betrachten, die als eine sehr elegante und gut verstandene Theorie ausserhalb des Standardmodells gilt.

  

 
• Grand Unified Theories, GUT