Wie findet man die Higgs-Kopplung mit einer Mischmatrix?

Es ist bekannt, dass die Kopplungen zum Higgs für Fermionen proportional zur Masse sind;

G H F F = M F v
Wo v ist das VEV des Higgs-Feldes. Ich versuche herauszufinden, warum dies wahr ist, ohne alle Interaktionsterme explizit zu konstruieren .

Zunächst kann ich sagen, dass der Lagrangian, der masselos ist, das Higgs-Feld erfordert ϕ = ( ϕ 1 ϕ 2 ) (schwaches Dublett), das den Fermionen einen symmetriebrechenden Teil und eine Kopplung hinzufügt.

Die Kopplung ist proportional zu

G ( ψ ¯ L ϕ ψ R + ψ ¯ R ϕ ψ L )
Wo ψ L ist ein schwaches Dublett ψ R ein schwaches Singulett.

Nach der Symmetriebrechung können wir das Higgs-Feld also schreiben als ϕ = ( 0 v + H ( X ) ) wegen dem Lokal S U ( 2 ) W Symmetrie. Daher wird die Kopplung

G v ( ψ ¯ L ( 2 ) ψ R + ψ ¯ R ψ L ( 2 ) ) + G H ( ψ ¯ L ( 2 ) ψ R + ψ ¯ R ψ L ( 2 ) )
bei dem die ( 2 ) Exponent gibt die Komponente im Dublett an. Dann können wir die Felder als Dirac-Felder umschreiben: ψ = ψ L ( 2 ) + ψ R was gibt
G v ψ ¯ ψ + G H ψ ¯ ψ

Daraus identifizieren wir die Masse des fermionischen Feldes als M F = G v was impliziert, dass die kopplung zum higgs ist

G H F F = M F v

Natürlich habe ich nur eine Familie von Fermionen betrachtet, also ist meine Frage, wie ich das Argument verallgemeinere, wenn die Kopplung eine Familienmischung beinhaltet?

G ( L ¯ ϕ Λ R + R ¯ Λ ϕ L )
Wo Λ ist eine Familienmischmatrix. Geht es direkt aus der Diagonalisierung der Mischmatrix?

Hallo Barefeg - anscheinend stellst du hier nicht wirklich eine Frage, da du die Ableitung der Kopplungen ziemlich vollständig ausgeschrieben hast. Die einzige eigentliche Frage in dem Beitrag ist "Was denkst du?" wofür diese Seite nicht gedacht ist. Könnten Sie Ihren Beitrag bearbeiten, um speziell nach dem Problem zu fragen, das Sie verwirrt, anstatt nur um allgemeines Feedback zu bitten? Sobald Sie das getan haben, pingen Sie mich in einem Kommentar an oder melden Sie dies für die Mod-Aufmerksamkeit und ich werde es gerne wieder öffnen. (Außerdem erhalten Sie möglicherweise eine bessere Antwort, wenn Sie die Frage etwas kürzen.)
@DavidZaslavsky, ich habe Bedenken hinsichtlich des Fermion-Teils, wenn ich, wie bereits erwähnt, Familienmischungen einbeziehe. Ist es in Ordnung, wenn ich den letzten Satz entferne und den Teil für Bosonen entferne?
Oh, sorry, das habe ich übersehen! (obwohl ich die Frage irgendwie zweimal gelesen habe) Es würde definitiv helfen, wenn Sie den Boson-Teil herausnehmen und den letzten Satz entfernen. Ich würde auch vorschlagen, das, was Sie eigentlich fragen, als Frage zu formulieren (die Leute konzentrieren sich oft auf das Fragezeichen) und einen spezifischeren Titel zu erstellen, vielleicht etwas in der Art von „Können Sie den Higgs-Kopplungsterm mit einer Mischmatrix diagonalisieren? ?" Ich werde die Frage jetzt erneut öffnen, in der Erwartung, dass Sie bald die entsprechenden Änderungen vornehmen werden.

Antworten (1)

Die Fermionen werden durch nicht-diagonale Elemente in den Yukawa-Matrizen gemischt, was zu nicht-diagonalen Elementen in den Quark-Massenmatrizen vom Up- und Down-Typ führt.

Die Diagonalisierung dieser Massenmatrizen führt zu den mit den beobachteten Quarks identifizierten Masseneigenzuständen. Da die Higgs-Quark-Kopplungen proportional zu den Yukawas sind, werden sie durch dieselben Masseneigenzustände diagonalisiert.

Die Fehlanpassung jedoch zwischen dem Up- und dem Down-Typ Yukawa führt in der CKM-Matrix zur Charged-Weak-Wechselwirkung – der Quelle der CP-Verletzung. NB: es gibt kein Äquivalent im Leptonsektor, weil es im Standardmodell keine rechtshändigen Neutrinos gibt.