Woher kommt der verborgene supersymmetrische Sektor der MSSM?

Zunächst einmal sind die weichen SUSY-brechenden Begriffe nur eine "effektive" Beschreibung, die viele qualitative, unbekannte Physik durch über 100 Parameter für die bekannte Physik ersetzt. Am Ende will man eine vollständige Theorie konstruieren. Wenn zum Beispiel (ein wichtiges Beispiel) die vollständige Theorie eine stabilisierte Stringtheorie-Kompaktifizierung ist, bleiben keine unbestimmten Parameter übrig: Alles ist berechenbar, einschließlich des Werts der Superpartnermassen und des Rests der über 100 weichen SUSY-Bruchkoeffizienten . Dasselbe gilt für ein vollständiges Modell in der Quantenfeldtheorie.

Nun, in dieser vollständigen Theorie ist es immer noch wahr, dass SUSY spontan kaputt ist; In der Beschreibung mit den weichen SUSY-Breaking Terms wird SUSY durch diese weichen SUSY-Breaking Terms wirklich "ausdrücklich gebrochen". Dieses explizite Brechen muss nur "weich" sein, dh Kurzstrecken-SUSY-Auslöschungen, zB zur Higgs-Masse, nicht beeinflussen. Die weichen SUSY-Breaking-Terme sind genau die expliziten SUSY-Breaking-Terme, die Sie möglicherweise durch zusätzliche Physik aus einem spontanen SUSY-Breaking-Mechanismus erzeugen können, wenn Sie diese zusätzliche Physik vernachlässigen.

Eine weitere zu beachtende Tatsache ist, dass die Felder des MSSM nicht ausreichen, um SUSY zu brechen. Man kann die Möglichkeiten durchgehen. Ein typisches SUSY-Brechen weist einem geeigneten Feld eine VEV ungleich Null zu, aber es gibt kein geeignetes Feld in der MSSM, das die Hauptquelle für das SUSY-Brechen sein könnte. Daher ist es de facto erforderlich, zusätzliche Felder über die MSSM hinaus hinzuzufügen, und sie sind die Hauptursachen für das Brechen von SUSY – ihr vev usw. Sobald SUSY bei Phänomenen, die diese neuen Felder betreffen, stark gebrochen ist, wird es überall gebrochen: Das Brechen ist „vermittelt“. " auch zum MSSM (=sichtbarer Sektor).

Woher kommt der versteckte Sektor? Sie könnten die gleiche Frage auch zu den MSSM-Feldern stellen. Woher kommen sie? Der verborgene Sektor ist nur eine weitere Sammlung von Feldern. In der Quantenfeldtheorie muss man nur alle Felder manuell hinzufügen. MSSM ist keine "Minimalfeldtheorie" in dem Sinne, wie wir sie verstehen, und MSSM plus verborgener Sektor ist es auch nicht, also gibt es wirklich keinen Unterschied. Wir können die MSSM durch größere Symmetrien zu einem größeren GUT-ähnlichen Modell erweitern; aber wir werden nicht auf zu viele Kandidaten für das ursprüngliche SUSY-Brechen stoßen. Der verborgene Sektor, der zum Brechen von SUSY benötigt wird, ist typischerweise völlig neu und hat nichts mit Symmetrien zum sichtbaren Sektor zu tun.

In der String/M-Theorie erhält man auf solche Fragen möglicherweise eine nicht leerere Antwort, da die Stringtheorie nicht nur die genauen Werte aller Parameter vorhersagt; für eine bestimmte Verdichtung sagt es auch den genauen Feldinhalt voraus. Man kann also sagen, dass die MSSM-Felder und die anderen Felder buchstäblich von „irgendwo“ kommen, z. B. von einigen bestimmten Moden von String-Feldern, die sich entweder in der gesamten Raumzeit oder an einigen kleineren Orten der zusätzlichen Dimensionen oder auf einigen Branes ausbreiten lokalisiert in den Extradimensionen, und so weiter.

Um nur ein visuell einfaches Beispiel zu nennen, repräsentiert die heterotische M-Theorie von Hořava und Witten die ganze Welt als$M^4\times CY_3 \times I^1$Wo$M^4$ist der Minkowski-Raum, den wir kennen,$CY_3$ist eine sechsdimensionale Mannigfaltigkeit (Calabi-Yau) mit den 6 zusätzlichen Dimensionen, und$I^1$ist ein Zeilenintervall. Insgesamt hat man 11 Dimensionen. Das Linienintervall hat zwei Grenzen, die jeweils mit einem besetzt sind$E_8$Eich-Supermultiplet. Einer von ihnen führt nach dem Brechen von GUT-ähnlichen Symmetrien zum MSSM; die andere Grenze enthält zusätzliche Gauginos von einer anderen$E_8$Gruppe. Die Gaugino-Kondensation dieser anderen Gauginos, ein verborgener Sektor, kann die Quelle des SUSY-Bruchs sein, der an unsere Grenze, dh die andere, übermittelt wird$E_8$.

Die verschiedenen Mechanismen des SUSY-Brechens werden wirklich nach der Vermittlungsmethode an die MSSM klassifiziert. Man hört also Begriffe wie Messgerät-vermittelt, Schwerkraft-vermittelt, Anomalie-vermittelt und so weiter. In der Vergangenheit waren die Leute begeistert von der Eichmediation (mSUGRA ist ein ähnliches Modell) und sie sagten viele Dinge, warum sie es für das beste hielten. Die generischen Gauge-vermittelten Modelle mit allen Licht-Superpartnern, die die Menschen in ihnen als natürlich betrachteten, werden durch die LHC-Daten inzwischen weitgehend ausgeschlossen. Aus verschiedenen Gründen wurden Dinge wie der Anomalie-vermittelte SUSY-Bruch im letzten Jahr oder so allmählich bevorzugt, und das wahrscheinliche 125-GeV-Higgs ist ein weiterer Grund zu der Annahme, dass dies die bevorzugten Szenarien sein könnten.

Dies ist ein sehr technisches Thema, dessen Details meiner Meinung nach für eine einzelne Antwort auf diesem Server ungeeignet sind. Suchen Sie sich eine Rezension zum SUSY-Breaking aus, z. B. diese hier:

http://motls.blogspot.com/2006/01/supersymmetry-breaking.html
http://arxiv.org/abs/hep-th/0601076

Dies konzentriert sich auch auf Anomalie-vermitteltes Brechen, etwas, das der Zeit relativ voraus war und sich als relevant erweisen könnte.