Was ist bei der elektroschwachen Frequenzweiche übergegangen?

Es ist seit geraumer Zeit bekannt, dass der elektroschwache „Übergang“ im frühen Universum für eine Higgs-Masse von weniger als etwa 75 GeV erster Ordnung ist, aber für eine größere Higgs-Masse (einschließlich der 125 GeV-Masse, die unser zu beschreiben scheint Universum), verschwindet der Übergang vollständig und wird zu einem Übergang, an dem sich keine physikalischen Größen nicht-analytisch ändern. (Siehe zB hier und hier .) Wenn Sie den ersten Hinweis richtig verstehen, in der M H < 75 GeV-Bereich ist die einfachste Größe, die diskontinuierlich über den Übergang springt, die magnetische Abschirmlänge oder äquivalent zu ihrem Kehrwert, der "magnetischen Abschirmmasse" (obwohl die Masse sowohl über als auch unter dem Übergang streng positiv bleibt).

Aber ich habe noch nie gehört, dass jemand tatsächlich identifiziert hat, für welche zwei physikalischen Größen sich an der elektroschwachen "Kreuzung" kreuzen M H > 75 GeV. Was sind Sie? Anders ausgedrückt: Wenn sich im Heavy-Higgs-Regime alles analytisch als Funktion der Temperatur ändert, auf welcher physikalischen Grundlage können wir dann eine bestimmte Temperatur als "Crossover-Temperatur" identifizieren?

Antworten (1)

Der natürlichste Ordnungsparameter für den EW-Phasenübergang ist das Quadrat des Higgs-Feldes, H A H A , weil dies in der mittleren Feldgrenze (schwache Kopplung) nur das VEV im Quadrat ist. Um die Ordnung des Phasenübergangs zu unterscheiden, können wir beispielsweise Fluktuationen (Ordnungsparameter-Suszeptibilitäten) untersuchen

[ H A H A H A H A ] 2
In einem Crossover-Übergang haben Schwankungen ihren Höhepunkt bei einer pseudokritischen Temperatur, aber sie divergieren nicht wie das Volumen v .

Beachten Sie, dass für einen scharfen Phasenübergang alle möglichen Ordnungsparameter gleichzeitig nicht analytisch sind T C , aber in einem Crossover-Übergang können unterschiedliche Ordnungsparameter unterschiedliche pseudokritische Temperaturen ergeben. Dies wird offensichtlich schlimmer, wenn der Übergang breit ist, was der Fall ist, wenn man sich vom kritischen Endpunkt entfernt.

Beachten Sie auch, dass der elektroschwache Übergang keine Symmetrieänderung beinhaltet, und H A H A ist kein scharfer Ordnungsparameter in dem Sinne, dass er in beiden Phasen nicht Null ist. Dies ist natürlich der Grund, warum der Übergang überhaupt einen Endpunkt haben kann.

Eine erwähnenswerte Feinheit ist, dass wir normalerweise den Begriff "Ordnungsparameter" verwenden, um eine (lokal beobachtbare) Größe zu bezeichnen, die in einer Phase Null und in der anderen ungleich Null ist, aber in diesem Fall ist der Ordnungsparameter in beiden Phasen positiv (selbst wenn es gibt einen scharfen Übergang) aufgrund von Quantenfluktuationen.