SU(2) Haftbild

Präambel:

In Abschnitt 2 dieser Vorlesungsunterlagen (Gerard 't Hooft, 1998) wird eine alternative Interpretation der schwachen Wechselwirkung vorgestellt, bei der die schwache Kraft ähnlich wie die starke Kraft eingeschlossen ist. Soweit ich das verstehe, funktioniert das so:

Die grundlegenden Vektorbosonen sind das U(1)-Photon, die schwachen SU(2)-Gluonen und die starken SU(3)-Gluonen.

Das fundamentale Skalarboson ist ein schwaches Higgs-Parton (em charge 1 2 , Paare zu schwacher Kraft), H . Dies ist nicht das übliche Higgs-Boson H und ist nicht dasselbe wie sein Antiteilchen, H ¯ .

Die Fundamental-Fermionen sind linkshändige Quark-Weak-Partons (em + 1 6 , schwach stark), Q , linkshändige Lepton-Weak-Partons (em 1 2 , schwach), l , rechtshändige Up- und Down-Quarks (em 1 3 Und + 2 3 , stark) und rechtshändige geladene Leptonen (em 1 ).

Dann begrenzen die SU(2)-Wechselwirkungsfelder:

Die üblichen schwachen Vektorbosonen und das Higgs sind gebundene Zustände von schwachen Partonen des Higgs. Das Higgs-Boson H Ist H ¯ H ohne Bahndrehimpuls, und die Z Und W ± Sind H ¯ H , H ¯ H ¯ , Und H H mit 1 Bahndrehimpulsquantum. (Das ist so etwas wie der Unterschied zwischen den Nukleonen und den Delta-Baryonen, nehme ich an.)

Die üblichen linkshändigen Quarks/Leptonen sind gebundene Zustände von Higgs und Quark/Lepton Weak-Partons. Linkshändige geladene Leptonen sind H l und linkshändige Neutrinos sind H ¯ l , ähnlich sind die linkshändigen Down- und Up-Quarks H Q Und H ¯ Q .

Vermutlich vermischen sich dann die linkshändigen Fermionen mit den rechtshändigen durch eine Yukawa-Wechselwirkung, und laut 't Hooft ist danach alles genau das gleiche wie im Standardmodell - dieses SU(2)-Confinement-Bild ist (anscheinend ) eine ebenso gültige Beschreibung der schwachen Wechselwirkung wie das übliche Bild der elektroschwachen Symmetriebrechung.

Die Frage:

Die Literatur zu diesem Modell ist ziemlich spärlich – ich habe es nirgendwo anders gesehen – und 't Hooft behandelt es sehr kurz, ohne die Unterschiede zwischen ihm und dem elektroschwachen Modell näher zu erläutern. Also, meine Fragen sind:

1) Findet in diesem Modell der SU(2)-Einschluss vor oder nach dem SU(3)-Einschluss statt?

2) Wird in diesem Modell die Masse der Elementarteilchen aus der Energie des SU(2)-Einschlusses, der Yukawa-Wechselwirkung oder beiden abgeleitet? Gibt es immer noch einen Symmetriebruch und ein Higgs-Feld mit einem VEV ungleich Null?

3) In den obigen Anmerkungen behauptet 't Hooft, dass die fermionischen schwachen Partons miteinander gebundene Zustände bilden könnten, sagt aber nur, dass solche Zustände sehr instabil wären. Könnte dieses Modell durch den Nachweis solcher Partikel vom Standardmodell unterschieden werden?

BEARBEITEN: Nachdem wir uns näher damit befasst haben, scheint es so, als ob die SU(2)-Begrenzung bei einer höheren Energie erfolgen soll als die SU(3)-Begrenzung (was sinnvoll ist, da wir sie sonst gesehen hätten). Daher sind in diesem Modell die Namen „schwache Kraft“ und „starke Kraft“ umgekehrt, und die übliche schwache Wechselwirkung ist nur ein Resteffekt.

@MitchellPorter: er sagt das Higgs-Boson des Standardmodells bei 129,6 geV/c² im Jahr 2002 voraus (LHC 2013 125,09±0,33 geV/c²) ...

Antworten (1)

Ich werde versuchen, meine eigenen Fragen mit dem zu beantworten, was ich zu diesem Thema finden konnte. (Noch sehr spärlich.)

1) In diesem Modell tritt der SU(2)-Einschluss bei viel höheren Energien auf als der SU(3)-Einschluss, so dass die schwachen Partons zuerst einschließen (was uns Quarks und Leptonen gibt) und dann die Quarks als zweites in Hadronen einschließen. Dies erklärt, warum Quarks und Leptonen als punktförmige Teilchen beobachtet werden – es ist eine höhere Energie erforderlich, um ihre innere Struktur zu untersuchen.

3) Wenn ich meine zweite Frage für einen Moment überspringe, scheint die Antwort auf meine dritte Frage ja zu sein - aber nur bei höheren Energien, kleineren Entfernungen und kürzeren Zeitskalen, als wir derzeit darauf zugreifen können, da die SU(2)-Begrenzung sehr stark ist. Wechselwirkungen mit dieser starken SU(2)-Kraft würden viel schneller stattfinden, als wir sie erkennen könnten.

Der Grund dafür, dass die Higgs-Fermion- und Higgs-Higgs-gebundenen Zustände stabiler sind als die Fermion-Fermion-gebundenen Zustände, scheint etwas damit zu tun zu haben, dass das Higgs-Feld ein VEV erhält oder sich in einen Bose-Einstein-Kondensatzustand einpendelt, wodurch es reichlich mehr wird Es ist wahrscheinlicher, dass Higgs-Teilchen mit Fermionen wechselwirken als dass die Fermionen miteinander wechselwirken. (Aber ich bin in diesem Punkt verwirrt, da 't Hooft auch sagt, dass die SU(2)-Symmetrie in diesem Modell ungebrochen bleibt. Wenn die F Parameter in den Notizen nur eine willkürliche Wahl des Eichmaßes ist, über das eine Störungsexpansion durchgeführt werden soll, ist mir unklar, warum gebundene Zustände mit dem Higgs-Parton stabiler sein sollten als gebundene Zustände nur mit den Fermion-Partonen.)

2) Es scheint mir, dass jeder gebundene Zustand Masse aus der kinetischen Energie seiner Bestandteile gewinnen müsste, aber die zusätzliche Referenz aus Michael Porters Kommentar beinhaltet auch eine Yukawa-Kopplung zwischen den linkshändigen und rechtshändigen Fermionen über die Higgs- Parton-Feld, also scheint Masse aus beiden Mechanismen zu kommen. Wie das funktionieren soll, ist mir noch sehr schleierhaft.