Dr. Nichol Furey

Dr. Nichol Furey erforscht die algebraische Struktur der Elementarteilchenphysik, insbesondere wie sich das Standardmodell der Teilchenphysik aus mathematischen Strukturen — speziell normierten Divisionsalgebren (komplexe Zahlen, Quaternionen, Oktonionen) — ableiten lässt. Ihr aktueller Fokus liegt darauf, die drei Generationen von Fermionen, die Symmetriebrechungsmechanismen und die Chiralität des Standardmodells durch eine einheitliche algebraische Beschreibung zu erklären. Diese Arbeiten könnten langfristig zu tieferem theoretischen Verständnis von Teilchenwechselwirkungen beitragen und neue Ansätze für die Physik jenseits des Standardmodells eröffnen — relevant für Grundlagenforschung in der theoretischen Hochenergiephysik und für Forschungseinrichtungen, die an fundamentalen Fragen der Teilchenphysik arbeiten.

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• In-Depth Study Into the Algebraic Structure of Elementary Particle Physics

  Quelle ↗

  Förderer: Volkswagen Stiftung Zeitraum: 02/2020 - 12/2028 Projektleitung: Dr. Nichol Furey

• Three generations, two unbroken gauge symmetries, and one eight-dimensional algebra

  2018

  Physics Letters B · DOI

  A considerable amount of the standard model's three-generation structure can be realised from just the 8C-dimensional algebra of the complex octonions. Indeed, it is a little-known fact that the complex octonions can generate on their own a 64C-dimensional space. Here we identify an su(3)⊕u(1) action which splits this 64C-dimensional space into complexified generators of SU(3), together with 48 states. These 48 states exhibit the behaviour of exactly three generations of quarks and leptons under the standard model's two unbroken gauge symmetries. This article builds on a previous one, [1], by incorporating electric charge.

• Charge quantization from a number operator

  2015

  Physics Letters B · DOI

  We explain how an unexpected algebraic structure, the division algebras, can be seen to underlie a generation of quarks and leptons. From this new vantage point, electrons and quarks are simply excitations from the neutrino, which formally plays the role of a vacuum state. Using the ladder operators which exist within the system, we build a number operator in the usual way. It turns out that this number operator, divided by 3, mirrors the behaviour of electric charge. As a result, we see that electric charge is quantized because number operators can only take on integer values. Finally, we show that a simple hermitian form, built from these ladder operators, results uniquely in the nine generators of SUc(3) and Uem(1). This gives a direct route to the two unbroken gauge symmetries of the standard model.