계층 문제: 두 판 사이의 차이

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[[물리학]]에서 '''계층 문제'''({{llang|en|hierarchy problem}}) 또는 '''자연스러움의 문제'''({{llang|en|naturalness problem}})는 어떤 물리량이 자연스럽게 작은 것을 설명해야 하는 문제이다. [[유효 이론]]에 의하면 모든 물리량은 기본 물리량과 연관이 있기 때문에, 기본 물리량보다 엄청나게 작은 물리량이 등장한다면 자연스럽지 못하게 인위적으로 넣어 주어야 한다.
 
기본 물리량은 보통 어떤 이론이 유효한 가장 작은 크기와 연관된다.
 
== 포준표준 모형의 게이지 계층 문제 ==
 
가령 [[표준 모형]]에서는 [[쿼크]]와 [[경입자]]등의 질량을[[질량]]을 포함한 모든 물리량이 [[힉스 입자]]의 [[진공 기대값]]으로 표현된다. 그러나 힉스 입자의 진공 기대값은 기본 질량인 [[플랑스플랑크 질량]]보다 <math>10^{15}</math>배 작다. 이를 표준 모형의 게이지 계층 문제라고 한다.
 
=== 초대칭 해 ===
 
초대칭은[[초대칭]]은 표준 모형의 게이지 계층 문제의 해를 제공한다. 이는 힉스 입자와 같은 보존의[[보존 (입자)|보존]]의 질량이 양자역학적인[[양자역학]]적인 보정에 의해 받아들일 수 없을 만큼 크게 수정되는 문제이다. 작은 질량을 가지고 있는 보존도 양자역학적인 보정에 의해 크게 수정된다면 원래의 작은 질량이 정말 작다고 말하는 데 무리가 있게 된다.
 
표준 모형에 초대칭을 도입하면(초대칭 표준 모형) 이 양자역학적인 보정이 초대칭쌍의 보정 때문에 상쇄되어 계층 문제가 없다. 문제는 초대칭을 가정하더라도 이 세상에 가벼운 초대칭 입자가 없기 때문에 초대칭이 깨져 있다고 봐야 한다. 초대칭 깨짐과 게이지 계층 문제를 조화시키는 것이 게이지 계층 문제의 가장 중요한 이슈이다.