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/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / sci / physics / 23597 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1993-01-28  |  3.8 KB

  1. Path: sparky!uunet!news.univie.ac.at!scsing.switch.ch!univ-lyon1.fr!ghost.dsi.unimi.it!rpi!bu.edu!nntp-read!merritt
  2. From: merritt@macro.bu.edu (Sean Merritt)
  3. Newsgroups: sci.physics
  4. Subject: Re: Magnetic monopoles?
  5. Message-ID: <MERRITT.93Jan27111303@macro.bu.edu>
  6. Date: 27 Jan 93 16:13:03 GMT
  7. References: <1993Jan20.025101.9082@CSD-NewsHost.Stanford.EDU> <25404@galaxy.ucr.edu>
  8.     <MERRITT.93Jan25150507@macro.bu.edu>
  9.     <1993Jan27.055742.24399@galois.mit.edu>
  10. Sender: news@bu.edu
  11. Organization: Boston University Physics Department
  12. Lines: 87
  13. In-reply-to: jbaez@riesz.mit.edu's message of 27 Jan 93 05:57:42 GMT
  14.  
  15.  
  16. #In article <1993Jan27.055742.24399@galois.mit.edu> jbaez@riesz.mit.edu (John C. Baez) writes:
  17.  
  18.  
  19.    In article <MERRITT.93Jan25150507@macro.bu.edu> merritt@macro.bu.edu (Sean Merritt) writes:
  20.    >The precipitating factor for the new searches was more due to the fact
  21.    >that theorist found that monopoles "appeared" in GUT's. I think it
  22.    >was in 1974, (for example see G. t'Hooft, Nucl. Phys. B, 79, 276 (1974)) 
  23.    >that the subject heated up again.
  24.  
  25. #   You're right.  
  26.  
  27.    >I still think that the fact that they would add symmetry to Maxwell's
  28.    >equations is a valid reason for the searches.
  29.  
  30. #   Hmm, I don't.  First, while naive monopoles change dF = 0, *d*F = J to the
  31. #   nicer-looking dF = K, *d*F = J (where F is the field strength, J the
  32. #   electric current, and K is the magnetic current), this destroys the 
  33. #   gauge symmetry of the equations!  Why trade a hefty infinite-dimensional
  34. #   symmetry group for a measly U(1)?  (Of course, one could argue that the
  35. #   infinite-dimensional group, being "gauge" symmetries, is nonphysical and
  36. #   worth less than the puniest group of "physical" symmetries.  But gauge
  37. #   theories have considerable charms.)  Second, and more importantly, in
  38. #   the context of GUTs one is not actually toying with Maxwell's equations
  39. #   by putting in magnetic currents as above: one is going to a wholly more
  40. #   complicated theory in which the Higgs field determines which gauge field
  41. #   counts as the "electromagnetic" one by means of spontaneous symmetry
  42. #   breaking, and monopoles are due to regions of space that can't make up
  43. #   their minds (so to speak).  
  44.  
  45.  
  46. Yes, what you say about the Higgs is correct.
  47.  
  48. if we have a Gauge Group G such that:
  49.   _
  50. G _) SU(3) x SU(2) X U(1),
  51.  
  52. The fact that G is simple both implies that there is only a single
  53. gauge coupling constant and the quantization of weak hypercharge
  54. (and hence electric charge).
  55.  
  56. now a Higgs is responsible for the symmeytry breaking, the gauge group
  57. G is broken to a subgroup H by some Higgs field phi. In any finite
  58. energy the asymptotic value of phi in any direction must minimize the 
  59. Higgs potential. There will be topologically non-trivial choices
  60. of phi (phi = infinity,theta,phi) and thus monopole solutions
  61. if the homotopy group is non-trivial pi2(G/H)(has more than one 
  62. element).
  63.  
  64. Theorem: If G is compact semi-simple, and simple connected:
  65.  
  66. pi2(G/H) = pi1(H)
  67.  
  68. pi1(H) is the group whose elements are homotopy classes
  69. of functions from the circle S(superscript1).
  70.  
  71. This is the theorem that implies if there is a Higgs
  72. then there is a monopole.
  73.  
  74. pi2(G/H) = pi1 (U(1)e-m x SU(3)color) = Z.
  75.  
  76. All GUTs have monopoles.
  77.  
  78. Now you want to validate the GUT (and the Standard Model),
  79.  
  80. 1) You build a machine that can reach the energies of the
  81.    Higgs sector.
  82.  
  83. 2) You look for monopoles which would be relics of the symmetry
  84.    breaking.
  85.  
  86. 3) You do both.
  87.  
  88. For the details see the above reference by t'Hooft and
  89.  
  90. H. Georgi and S.L. Glashow , Phys Rev. Lett. 32, 438 (1974)
  91. J. Kim Phys Rev. D23 , 2706 (1981).
  92.  
  93.  
  94.  
  95. -sjm
  96.  
  97.  
  98. --
  99. Sean J. Merritt                 |"Road-kill has it's seasons just like     
  100. Dept of Physics Boston University|anything, there's possums in the autumn  
  101. merritt@macro.bu.edu             |and farm cats in the spring." T. Waits
  102.