Warum unterscheidet die schwache Kraft Links- und Rechtshändigkeit?

Ich denke, Sie kehren die Logik von Chiralität und Helizität in der masselosen Grenze um. Chiralität definiert, in welche Darstellung der Lorentz-Gruppe sich Ihre Weyl-Spinoren verwandeln. Sie „wird“ nicht zu Helizität, Helizität „wird“ zu Chiralität in der masselosen Grenze. Das heißt, Chiralität ist das, was sie ist, und sie definiert eine Repräsentation einer Gruppe, die sich nicht ändern kann. Diese andere Sache, die wir als Helizität definiert haben, ist in einer bestimmten Grenze zufällig dieselbe Sache.

Sobald Sie die masselose Grenze erreicht haben, bewegen sich die Weyl-Fermionen mit Lichtgeschwindigkeit, Sie können nicht mehr auf einen Rahmen beschleunigen, der die Helizität ändert. Ich denke, es ist in diesem Fall am besten, sich einen Fermion-Massenterm als Wechselwirkung vorzustellen, und erinnere mich, dass der massive Term eines Dirac-Fermions ein Haufen links- und rechtshändiger Weyl-Typen ist, die auf dem Weg aufeinander stoßen. Umgekehrt, wenn Sie über ein volles massives Dirac-Fermion sprechen möchten, das sich weniger als c bewegt, und Sie können die Helizität erhöhen, aber dieses volle Dirac-Fermion ist nicht das Ding, das eine schwache Ladung trägt, sondern nur ein „Teil“ davon.

Siehe diesen Blogbeitrag zu Helizität und Chiralität.

Soweit die Links-Rechts-Symmetrie gebrochen ist, haben die Leute sicherlich Modelle in dieser Richtung gebaut, aber ich glaube nicht, dass sie funktioniert haben.

Beantwortet das deine Frage?

Die Erklärung ist einfach: Alle Teilchen, die wir sehen können, sind chiral, sie haben nur eine Händigkeit, denn wenn sie beide Händigkeiten hätten, könnten sie eine Masse bekommen, und im Allgemeinen wäre diese Masse in der Größenordnung der Planck-Masse. Wir leben auf Energieskalen, die im Vergleich zur Planck-Masse winzig sind, also können wir nur masseloses Zeug sehen, also sehen wir nur chirale Fermionen (und Eichbosonen).

Die richtige Frage ist also umgekehrt, wenn alles chiral ist, warum verletzen dann die elektromagnetischen und starken Wechselwirkungen nicht die Parität?

Dies liegt daran, dass der Higgs-Mechanismus die Chiralitäten zu massiven Dirac-Partikeln bei niedrigeren Energien zusammenfasst, und nur die W,Z-Bosonen wissen, dass sie von Anfang an chiral waren. Bei niedrigen Energien erhalten Sie Parität und Ladungskonjugation als zufällige Symmetrien, da dies Symmetrien des niederenergetischen Dirac-Lagranges sind, der mit den verbleibenden Photonen und Gluonen gekoppelt ist.

Wie bei den Neutrinos kann ein chirales Neutrino eine Majorana-Masse haben, während es nur eine Chiralität hat, und das ist sicherlich das, was in der Natur vor sich geht, da dieses Schema die Masse korrekt vorhersagt und diese Masse absurd klein ist.

Es gibt nichts A priori, was besagt, dass es so sein muss, und (glaube ich) Neutrino-Oszillationen haben jetzt gezeigt, dass sie eine Masse haben, die impliziert, dass sowohl rechts- als auch linkshändige Neutrinos existieren. Allerdings ist der Lagrangian immer noch stark auf die linkshändige Interaktion ausgerichtet. Es ist also in gewisser Weise immer noch sehr linkshändig, aber es gibt nichts, was besagt, dass eine Kopplung mit rechtshändigen Partikeln ausgeschlossen ist.

Wir sehen experimentell einfach keine starke Kopplung.

Diese Antwort ähnelt der von Ron Maimon, aber vielleicht ist sie hilfreich.

Kurz gesagt, die schwache Kraft verletzt die Parität nicht; nur die Fermionen tun es.

Im Standardmodell gibt es keine Dirac-Fermionen. Es gibt keine chiralen Projektionen im Lagrange, weil es nichts gibt, worauf sie einwirken könnten. Es gibt überhaupt keine Gamma-Matrizen, nur zweikomponentige Weyl-Spinoren und Pauli-Matrizen.

Bei niedriger Temperatur gibt es einige Kombinationen von Weyl-Feldern, die sich für viele praktische Zwecke wie Dirac-Fermionen verhalten. Wenn Sie einen Lagrangian des Standardmodells mit Dirac-Spinoren darin sehen, ist dies eines, in dem die Weyl-Felder gepaart wurden, „in Erwartung“, dass diese ungefähre Beschreibung mit niedriger Energie nützlich ist. Die chiralen Projektionsoperatoren sind dazu da, sie bei Bedarf wieder aufzuspalten. Technisch gesehen hätten sie nie beitreten dürfen. Die schwache Kraft übernimmt nicht die Projektion; es ist eine menschliche Erfindung.

Das Dirac-ähnliche Verhalten kommt von Yukawa-Kopplungen, an denen das Higgs-Feld beteiligt ist. Das Higgs-Feld hat eine SU(2)- und U(1)-Ladung, aber keine SU(3)-Ladung, und infolgedessen sind die einzig möglichen Eich-invarianten Yukawa-Kopplungen zwischen Fermionfeldern, deren SU(3)-Ladungen und deren SU(2) übereinstimmen ) und U(1) Gebühren nicht. Die Messgeräte "wissen" nichts davon; Sie koppeln an alles, was Ladung hat, aber aufgrund der Art und Weise, wie die Quasi-Dirac-Felder miteinander gekoppelt sind, haben ihre Hälften nicht übereinstimmende SU(2)- und U(1)-Ladungen, aber gleiche SU(3)-Ladungen.

Wie in Ron Maimons Antwort erwähnt, ist ein plausibler Grund, warum es "so sein muss", dass nichts eine direkte Kopplung zwischen spiegelsymmetrischen Fermionenfeldern, dh einem echten Massenterm, und keinen bekannten Grund für die resultierende Masse verhindert nicht mit der Planck-Masse vergleichbar wäre. Wir würden also wahrscheinlich keine symmetrischen Fermionenfelder sehen, selbst wenn sie existieren. Warum es asymmetrische Fermionen gibt, ist eine offene Frage. Ich denke, dass viele ansonsten vielversprechende Ansätze zur Quantengravitation aufgegeben werden mussten, weil sie die chiralen Fermionen nicht aufnehmen können.