Альтернативы стандартной модели Хиггса - Alternatives to the Standard Higgs Model

В Альтернативные модели стандартной модели Хиггса являются моделями, которые рассматриваются многими физики элементарных частиц решить некоторые из бозон Хиггса существующие проблемы. Две из наиболее исследуемых в настоящее время моделей: квантовая тривиальность, и Проблема иерархии Хиггса.

Обзор

Смотрите также: Введение в поле Хиггса

В физика элементарных частиц, элементарные частицы и силы порождают мир вокруг нас. Физики объясняют поведение этих частиц и их взаимодействие с помощью Стандартная модель - широко распространенная концепция, которая, как считается, объясняет большую часть мира, который мы видим вокруг нас.[1] Первоначально, когда эти модели разрабатывались и тестировались, казалось, что математика, лежащая в основе этих моделей, которые были удовлетворительными в уже проверенных областях, также запрещала бы элементарным частицам иметь какие-либо масса, что ясно показало, что эти исходные модели были неполными. В 1964 г. три группы физиков почти одновременно выпустили статьи. описывая, как можно придать массы этим частицам, используя подходы, известные как нарушение симметрии. Такой подход позволил частицам получить массу, не нарушая других частей теории физики элементарных частиц, которые уже считались достаточно правильными. Эта идея получила название Механизм Хиггса, а позже эксперименты[который? ] подтвердили, что такой механизм действительно существует, но они не смогли точно показать как такое случается.

Простейшая теория того, как этот эффект имеет место в природе, и теория, которая была включена в Стандартную модель, заключалась в том, что если один или несколько особого вида "поле "(известный как Поле Хиггса ) произошло проникнуть в пространство, и если бы он мог взаимодействовать с элементарными частицами определенным образом, то это привело бы к возникновению механизма Хиггса в природе. В базовой Стандартной модели есть одно поле и один связанный с ним бозон Хиггса; в некоторых расширениях Стандартной модели есть несколько полей и несколько бозонов Хиггса.

За годы, прошедшие с тех пор, как поле и бозон Хиггса были предложены как способ объяснить происхождение нарушения симметрии, было предложено несколько альтернатив, которые предполагают, как может возникать механизм нарушения симметрии без необходимости существования поля Хиггса. Модели, которые не включают поле Хиггса или бозон Хиггса, известны как модели без Хиггса. В этих моделях сильно взаимодействующая динамика, а не дополнительное (хиггсовское) поле, дает ненулевое ожидаемое значение вакуума что нарушает электрослабую симметрию.

Список альтернативных моделей

Неполный список предлагаемых альтернатив полю Хиггса как источнику нарушения симметрии включает:

  • Разноцветный модели нарушают электрослабую симметрию за счет новых калибровочных взаимодействий, которые первоначально были смоделированы на квантовая хромодинамика.[2][3]
  • Сверхмерный В моделях без Хиггса пятый компонент калибровочных полей играет роль полей Хиггса. Возможно вызвать нарушение электрослабой симметрии, наложив определенные граничные условия на поля дополнительных измерений, увеличивая унитарность шкала разрушения вплоть до энергетической шкалы дополнительного измерения.[4][5] Через соответствие AdS / QCD эта модель может быть связана с моделями technicolor и с моделями "UnHiggs", в которых поле Хиггса имеет нечастица природа.[6]
  • Модели составных векторных бозонов W и Z.[7][8]
  • Верхний кварковый конденсат.
  • "Унитарная калибровка Вейля ". Добавляя подходящий гравитационный член к стандартному действию модели в искривленном пространстве-времени, теория развивает локальную конформную (вейлевскую) инвариантность. Конформная калибровка фиксируется путем выбора эталонной шкалы масс на основе константы гравитационного взаимодействия. Этот подход генерирует массы векторных бозонов и полей материи аналогичны механизму Хиггса без традиционного спонтанного нарушения симметрии.[9]
  • Асимптотически безопасный слабые взаимодействия[10][11] на основе некоторых нелинейных сигма-моделей.[12]
  • Преон и модели, вдохновленные такими преонами, как Ленточная модель из Стандартная модель частицы Сандэнс Билсон-Томпсон, основанный в теория кос и совместим с петля квантовой гравитации и подобные теории.[13] Эта модель не только объясняет массу[требуется разъяснение ] но приводит к интерпретации электрического заряда как топологической величины (скручивания на отдельных лентах) и цветового заряда как режима скручивания.
  • Нарушение симметрии, вызванное неравновесной динамикой квантовых полей выше электрослабого масштаба.[14][15]
  • Физика без частиц и unhiggs.[16][17] Это модели, которые постулируют, что сектор Хиггса и бозон Хиггса являются масштабно-инвариантными, также известными как физика нечастиц.
  • Теоретически сверхтекучий вакуум массы элементарных частиц могут возникать в результате взаимодействия с физическими вакуум, аналогично механизму образования щели в сверхпроводники.[18][19]
  • УФ-пополнение классификацией, при которой унитаризация рассеяния WW происходит путем создания классических конфигураций.[20]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Хит, Ник, Технология Cern, которая помогла отследить частицу Бога, TechRepublic, 4 июля 2012 г.
  2. ^ Стивен Вайнберг (1976), "Последствия нарушения динамической симметрии", Физический обзор D, 13 (4): 974–996, Bibcode:1976ПхРвД..13..974Вт, Дои:10.1103 / PhysRevD.13.974.
    С. Вайнберг (1979), "Последствия нарушения динамической симметрии: приложение", Физический обзор D, 19 (4): 1277–1280, Bibcode:1979ПхРвД..19.1277Вт, Дои:10.1103 / PhysRevD.19.1277.
  3. ^ Леонард Сасскинд (1979), "Динамика спонтанного нарушения симметрии в теории Вайнберга-Салама", Физический обзор D, 20 (10): 2619–2625, Bibcode:1979ПхРвД..20.2619С, Дои:10.1103 / PhysRevD.20.2619, OSTI  1446928, S2CID  17294645.
  4. ^ Csaki, C .; Grojean, C .; Pilo, L .; Тернинг, Дж. (2004), "К реалистичной модели нарушения электрослабой симметрии без Хиггса", Письма с физическими проверками, 92 (10): 101802, arXiv:hep-ph / 0308038, Bibcode:2004PhRvL..92j1802C, Дои:10.1103 / PhysRevLett.92.101802, PMID  15089195, S2CID  6521798
  5. ^ Csaki, C .; Grojean, C .; Pilo, L .; Terning, J .; Тернинг, Джон (2004), "Калибровочные теории на интервале: унитарность без Хиггса", Физический обзор D, 69 (5): 055006, arXiv:hep-ph / 0305237, Bibcode:2004ПхРвД..69э5006С, Дои:10.1103 / PhysRevD.69.055006, S2CID  119094852
  6. ^ Calmet, X .; Deshpande, N.G ​​.; Он, X. G .; Сюй, С. Д. Х. (2009), «Невидимый бозон Хиггса, непрерывные массовые поля и механизм Унхиггса» (PDF), Физический обзор D, 79 (5): 055021, arXiv:0810.2155, Bibcode:2009ПхРвД..79э5021С, Дои:10.1103 / PhysRevD.79.055021, S2CID  14450925
  7. ^ Abbott, L.F .; Фархи, Э. (1981), "Сильны ли слабые взаимодействия?" (PDF), Письма по физике B, 101 (1–2): 69, Bibcode:1981ФЛБ..101 ... 69А, Дои:10.1016/0370-2693(81)90492-5
  8. ^ Спейрс, Нил Александер (1985), "Составные модели слабых калибровочных бозонов", Докторская диссертация, Даремский университет
  9. ^ Павловский, М .; Raczka, R. (1994), "Единая конформная модель для фундаментальных взаимодействий без динамического поля Хиггса", Основы физики, 24 (9): 1305–1327, arXiv:hep-th / 9407137, Bibcode:1994FoPh ... 24.1305P, Дои:10.1007 / BF02148570, S2CID  17358627
  10. ^ Калмет, X. (2011), "Асимптотически безопасные слабые взаимодействия", Мод. Phys. Lett. А, 26 (21): 1571–1576, arXiv:1012.5529, Bibcode:2011MPLA ... 26.1571C, Дои:10.1142 / S0217732311035900, S2CID  118712775
  11. ^ Калмет, X. (2011), «Альтернативный взгляд на электрослабые взаимодействия», Int. J. Mod. Phys. А, 26 (17): 2855–2864, arXiv:1008.3780, Bibcode:2011IJMPA..26.2855C, Дои:10.1142 / S0217751X11053699, S2CID  118422223
  12. ^ Codello, A .; Перкаччи, Р. (2009), "Неподвижные точки нелинейных сигма-моделей в d> 2", Письма по физике B, 672 (3): 280–283, arXiv:0810.0715, Bibcode:2009ФЛБ..672..280С, Дои:10.1016 / j.physletb.2009.01.032, S2CID  119223124
  13. ^ Bilson-Thompson, Sundance O .; Маркопулу, Фотини; Смолин, Ли (2007), «Квантовая гравитация и стандартная модель», Учебный класс. Квантовая гравитация., 24 (16): 3975–3993, arXiv:hep-th / 0603022, Bibcode:2007CQGra..24.3975B, Дои:10.1088/0264-9381/24/16/002, S2CID  37406474.
  14. ^ Goldfain, E. (2008), "Бифуркации и формирование паттернов в физике элементарных частиц: вводное исследование", EPL, 82 (1): 11001, Bibcode:2008EL ..... 8211001G, Дои:10.1209/0295-5075/82/11001
  15. ^ Голдфейн (2010), «Неравновесная динамика как источник асимметрий в физике высоких энергий» (PDF), Электронный журнал теоретической физики, 7 (24): 219
  16. ^ Станкато, Дэвид; Тернинг, Джон (2009), «The Unhiggs», Журнал физики высоких энергий, 2009 (11): 101, arXiv:0807.3961, Bibcode:2009JHEP ... 11..101S, Дои:10.1088/1126-6708/2009/11/101, S2CID  17512330
  17. ^ Фальковски, Адам; Перес-Виктория, Мануэль (2009), «Электрослабые прецизионные наблюдаемые и Unhiggs», Журнал физики высоких энергий, 2009 (12): 061, arXiv:0901.3777, Bibcode:2009JHEP ... 12..061F, Дои:10.1088/1126-6708/2009/12/061, S2CID  17570408
  18. ^ Злощастиев, Константин Г. (2011), «Спонтанное нарушение симметрии и генерация массы как встроенные явления в логарифмической нелинейной квантовой теории», Acta Physica Полоника B, 42 (2): 261–292, arXiv:0912.4139, Bibcode:2011AcPPB..42..261Z, Дои:10.5506 / APhysPolB.42.261, S2CID  118152708
  19. ^ Авдеенков, Александр В .; Злощастиев, Константин Г. (2011), «Квантовые бозе-жидкости с логарифмической нелинейностью: самоподдерживаемость и возникновение пространственной протяженности», Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика, 44 (19): 195303, arXiv:1108.0847, Bibcode:2011JPhB ... 44s5303A, Дои:10.1088/0953-4075/44/19/195303, S2CID  119248001
  20. ^ Двали, Гиа; Giudice, Gian F .; Гомес, Сезар; Кехагиас, Алекс (2011), "Завершение ультрафиолетового излучения путем классификации", Журнал физики высоких энергий, 2011 (8): 108, arXiv:1010.1415, Bibcode:2011JHEP ... 08..108D, Дои:10.1007 / JHEP08 (2011) 108, S2CID  53315861

внешняя ссылка