대통일 에너지

대통일 에너지(Grand unification energy) 또는 GUT 규모(GUT scale) $\Lambda _{GUT}$는 전자기력, 약한 상호작용, 강한 상호작용의 크기가 같아져 단순 리 대수에 따라 결정되는 하나의 힘으로 통합될 것이라고 추정하는 에너지 규모로, 정확한 대통일 에너지의 값은 현재까지 이루어지지 않은 정밀한 실험이 필요하나, 초대칭과 대통일 이론에서의 사막 현상을 가정할 경우, 대략 10²⁵ eV 또는 $10^{16}$ GeV (≈ 1.6 메가줄)이다.

일부 대통일 이론에서는 대통일 에너지의 값을 예측할 수 있으나, 게이지군, 힉스 부분, 무차원 변수 등으로 인해 큰 오차 범위를 보인다. 또한, 현재까지 합의된 '최소 에너지'는 존재하지 않는다.

전기-약 작용, 강한 상호작용, 중력을 합치는 이론은 모든 것의 이론이라고 부르며, 플랑크 에너지 수준($10^{19}$ GeV)에 가까울 정도로 높은 에너지가 필요하다. 이론적으로 매우 짧은 거리에서 중력은 다른 힘과 세기가 같아지는데, 차원의 수가 더 많다고 하면 이 '거리'의 범위를 더 넓게 볼 수 있다. 여분 차원과 관련된 이론은 이 점을 이용한다.

대통일 에너지의 값인 10¹⁶ GeV는 플랑크 에너지인 10¹⁹ GeV와 크기 정도로 얼마 차이가 나지 않으며, 따라서 지구에서의 실험으로는 도달할 수 없을 것으로 보고 있다. 참고로, 현존하는 입자 가속기 중 최대 규모인 대형 강입자 충돌기는 양성자 간 충돌에서 약 10⁴ GeV를 낼 수 있게끔 설계되었다.

같이 보기

• 대통일 이론
• 표준 모형 이후의 물리학