Расщепленная суперсимметрия - Википедия - Split supersymmetry

В физика элементарных частиц, расщепленная суперсимметрия это предложение для физики за пределами Стандартная модель. Он был предложен отдельно в трех статьях. Первое, написанное Джеймсом Уэллсом в июне 2003 года в более скромной форме, несколько ослабило предположение о естественность в потенциале Хиггса. В мае 2004 г. Нима Аркани-Хамед и Савас Димопулос утверждал, что естественность в Хиггс сектор не может быть точным руководством для предложения новой физики, выходящей за рамки Стандартной модели, и утверждал, что суперсимметрия может быть реализована другим способом, сохраняющим унификация манометрической муфты и имеет темная материя кандидат. В июне 2004 г. Джан Джудиче и Андреа Романино утверждал с общей точки зрения, что если кто-то хочет объединение калибровочной связи и кандидата в темную материю, эта расщепленная суперсимметрия - одна из немногих существующих теорий.

Новые легкие (~ ТэВ) частицы в расщепленной суперсимметрии (помимо частиц Стандартных моделей):

Поле	Вращение	Калибровочные сборы	Имя
${ displaystyle { tilde {g}}}$	${ displaystyle { frac {1} {2}}}$	${ displaystyle (8,1) _ {0}}$	глюино
${ displaystyle { tilde {W}}}$	${ displaystyle { frac {1} {2}}}$	${ displaystyle (1,3) _ {0}}$	алкаш
${ displaystyle { tilde {B}}}$	${ displaystyle { frac {1} {2}}}$	${ displaystyle (1,1) _ {0}}$	бино
${ displaystyle { tilde {H}} _ {u}}$	${ displaystyle { frac {1} {2}}}$	${ displaystyle (1,2) _ { frac {1} {2}}}$	Хиггсино
${ displaystyle { tilde {H}} _ {d}}$	${ displaystyle { frac {1} {2}}}$	${ displaystyle (1,2) _ {- { frac {1} {2}}}}$	Хиггсино

Лагранжиан для расщепленной суперсимметрии ограничен существованием суперсимметрии высоких энергий. В расщепленной суперсимметрии есть пять связей: связь Хиггса четвертой степени и четыре связи Юкавы между Хиггсино, Хиггсом и гауджино. Муфты задаются одним параметром, ${ displaystyle tan beta}$ , в масштабе разделения суперсимметричных скаляров. Под шкалой нарушения суперсимметрии эти пять связей развиваются через уравнение ренормгруппы вплоть до шкалы ТэВ. В будущем Линейный коллайдер эти связи могли быть измерены на уровне 1%, а затем ренормгруппа эволюционировала до высоких энергий, чтобы показать, что теория суперсимметрична в чрезвычайно большом масштабе.

Долгожители глюино

Отличительной особенностью расщепленной суперсимметрии является то, что глюино становится квазистабильной частицей со временем жизни, которое может достигать 100 секунд. Глюино, прожившее дольше этого, нарушило бы Нуклеосинтез Большого взрыва или наблюдался бы как дополнительный источник космических гамма-лучей. Глюино является долгоживущим, потому что может распадаться только на скварк и кварк и потому что скварки такие тяжелые и эти распады сильно подавлены. Таким образом разлагаться скорость глюино можно приблизительно оценить, в натуральные единицы, так как ${ displaystyle {{m_ {g}} ^ {5} over {m_ {sq}} ^ {4}}}$ куда ${ displaystyle m_ {g}}$ это глюино масса покоя и ${ displaystyle m_ {sq}}$ в скварк масса покоя. За глюино масса порядка 1 ТэВ, космологическая граница, упомянутая выше, устанавливает верхнюю границу около ${ displaystyle 10 ^ {9}}$ ГэВ на скварки массы.

Потенциально долгое время жизни глюино приводит к разным сигнатурам коллайдера на Теватрон и Большой адронный коллайдер. Эти частицы можно увидеть тремя способами:

Измерение отношения импульса к энергии или скорости в камерах слежения (dE / dx во внутренней камере слежения или p / v во внешней камере слежения за мюонами)
Поиск избыточных событий синглетной струи, возникающих из-за излучения в начальном или конечном состоянии.
Ищем глюино, которые остановились внутри детектора и позже распались. Такое событие может произойти, если глюино адронизировать сформировать экзотический адрон который сильно взаимодействует с нуклон в детекторе для создания экзотического заряженного адрон. Последний будет замедляться на электромагнитное взаимодействие внутри детектора и в конечном итоге остановится.

Достоинства и недостатки

Расщепленная суперсимметрия позволяет унификация манометрической муфты как это делает суперсимметрия, потому что частицы с массами, намного превышающими ТэВ Масштаб не играет большой роли в объединении. Эти частицы являются Gravitino - который имеет небольшую муфту (порядка гравитационный взаимодействия) с другими частицами, а скалярные партнеры - с фермионами стандартной модели, а именно, скварки и Sleptons. Последние перемещают бета-функции всех измерительных муфт вместе и не влияют на их унификацию, поскольку теория великого объединения они образуют полный SU (5) мультиплет, как и полный поколение частиц.

Расщепленная суперсимметрия также решает космологическая проблема гравитино, поскольку Gravitino масса намного выше чем ТэВ.

Верхние оценки на распад протона скорость также может быть удовлетворена, потому что скварки тоже очень тяжелые.

С другой стороны, в отличие от обычных суперсимметрия, расщепленная суперсимметрия не решает проблема иерархии что было основной мотивацией для предложений по новой физике за пределами Стандартная модель с 1979 года. Одно предложение состоит в том, чтобы проблема иерархии "решается" путем предположения тонкая настройка из-за антропные причины.

История

Первоначальное отношение некоторых представителей сообщества физиков высоких энергий к расщепленной суперсимметрии было проиллюстрировано пародией под названием сверхрасщепленная суперсимметрия. Часто, когда предлагается новое понятие в физике, возникает коленный рефлекс. Когда естественность в секторе Хиггса была первоначально предложена в качестве мотивации для новой физики, это понятие не воспринималось всерьез. После того, как была предложена суперсимметричная Стандартная модель, Шелдон Глэшоу Язвительно заметил, что «половина частиц уже открыта». Спустя 25 лет понятие естественности настолько укоренилось в обществе, что предложение теории, не использующей естественность в качестве основной мотивации, было высмеяно. Расщепленная суперсимметрия дает предсказания, отличные от обоих Стандартная модель и Минимальная суперсимметричная стандартная модель и мы надеемся, что окончательная природа естественности в секторе Хиггса будет определена на будущих коллайдерах.

Многие из первоначальных сторонников естественности больше не считают, что она должна быть исключительным ограничением новой физики. Кеннет Уилсон изначально выступал за это, но недавно назвал это одной из самых больших ошибок своей карьеры.^{[нужна цитата ]} Стивен Вайнберг ослабил понятие естественности в космологической постоянной и выступил за экологическое объяснение этого явления в 1987 году. Леонард Сасскинд, который первоначально предложил разноцветный, является твердым сторонником понятий ландшафта и неестественности. Савас Димопулос, который первоначально предложил суперсимметричную Стандартную модель, предложил расщепленную суперсимметрию.

Смотрите также

внешняя ссылка

Последствия нарушения суперсимметрии с небольшой иерархией между гаугино и скалярами Джеймс Д. Уэллс
Суперсимметричное объединение без низкоэнергетической суперсимметрии и сигнатур для тонкой настройки на LHC Нима Аркани-Хамед и Савас Димопулос
Расщепленная суперсимметрия к Г.Ф. Giudice и А. Романино
Авторитетные статьи о расщепленной суперсимметрии