Carga eléctrica del campo de Higgs

Question

Carga eléctrica del campo de Higgs

Shen

El campo de Higgs es

\begin{matrix} (1) & Φ = \frac{1}{\sqrt{2}} (\begin{array}{cc} ϕ_{1} + i ϕ_{2} \\ ϕ_{3} + i ϕ_{4} \end{array}) \end{matrix}

$\begin{equation} \Phi = \frac{1}{\sqrt{2}} \left( \begin{array}{cc} \phi_{1} + i\phi_{2} \\ \phi_{3} + i\phi_{4} \end{array} \right) \tag{1} \end{equation}$

con $\phi_{1}$ y $\phi_{2}$ llevando carga electrica $+1$ respectivamente, mientras $\phi_{3}$ y $\phi_{4}$ son eléctricamente neutros.

Bajo la entrada "Bosón de Higgs" en Wikipedia, dice:

Él (el campo de Higgs) consta de cuatro componentes: dos neutrales y dos campos de componentes cargados. Ambos componentes cargados y uno de los campos neutros son bosones de Goldstone, que actúan como los componentes longitudinales de tercera polarización de la masa. $W^+$ , $W^−$ , y $Z$ bosones

Antes de la interacción entre el campo de Higgs y los bosones de norma, la carga eléctrica total es la carga total de $\phi_{1}$ y $\phi_{2}$ , cual es $+2$ . Después de la interacción, sin embargo, la carga eléctrica total es la suma de las cargas de $W^{+}$ y $W^{-}$ , cual es $0$ ; la carga eléctrica no se conserva. ¿Lo que está mal?

Además, si dos componentes del campo de Higgs tienen carga eléctrica positiva, todo el espacio (incluso todo el universo) es eléctricamente positivo ya que el campo de Higgs impregna todo el espacio. Esto es muy dudoso y no me parece razonable. ¿Es cierto este caso?

mitchell portero

¡Está a punto de aprender algunos aspectos técnicos interesantes del mecanismo de Higgs en el modelo estándar!

Lawrence B Crowell

Los llamados componentes cargados de los campos de Higgs son los bosones de Goldstone que se acoplan en el

W^{\pm}

$W^\pm$ . esto es un doblete

(H^{+}, H^{-})

$(H^+,~H^-)$ que se absorbe en los bosones de calibre que cambian de sabor cargados

W^{\pm}

$W^\pm$ . Estos bosones de Goldstone en realidad no tienen carga. El otro doblete

(H^{0}, h)

$(H^0,~h)$ contiene el

H^{0}

$H^0$ Bosón de Goldstone que se acopla en el bosón neutro débil

W^{0}

$W^0$ o

Z

$Z$ mientras que la

h

$h$ es lo que sobra. Esta pieza sobrante es lo que se detecta en el LHC.

Shen

@Crowell: según lo que escribió, el campo de Higgs incluye dos dobletes:

(H^{+}, H^{-})

$(H^{+}, H^{-})$ y

(H^{0}, h)

$(H^{0}, h)$ . Sin embargo, leí (1) en algunos libros de texto (incluida la Teoría del campo cuántico de Scrednicki). Parece haber diferentes expresiones del campo de Higgs, y las cargas eléctricas son diferentes en estas diferentes expresiones. Estoy confundido.

Cosmas Zachos

No exactamente:

𝜑_{1} + 𝑖 𝜑_{2}

$𝜑_1+𝑖𝜑_2$ tiene carga 1 , como la expresión similar de Ws, y su complejo conjugado tiene carga -1, por lo que el Lagrangiano real tiene carga 0. Aquí, es el componente inferior, neutral, el que toma el vev. Puede llenar el vacío con pares de Higgs + y -, electrones y positrones, etc... pero el vacío es neutro y no se rompe la carga.

Respuestas (2)

Carga eléctrica del campo de Higgs

¡Está a punto de aprender algunos aspectos técnicos interesantes del mecanismo de Higgs en el modelo estándar!
Los llamados componentes cargados de los campos de Higgs son los bosones de Goldstone que se acoplan en el $W^\pm$ . esto es un doblete $(H^+,~H^-)$ que se absorbe en los bosones de calibre que cambian de sabor cargados $W^\pm$ . Estos bosones de Goldstone en realidad no tienen carga. El otro doblete $(H^0,~h)$ contiene el $H^0$ Bosón de Goldstone que se acopla en el bosón neutro débil $W^0$ o $Z$ mientras que la $h$ es lo que sobra. Esta pieza sobrante es lo que se detecta en el LHC.
@Crowell: según lo que escribió, el campo de Higgs incluye dos dobletes: $(H^{+}, H^{-})$ y $(H^{0}, h)$ . Sin embargo, leí (1) en algunos libros de texto (incluida la Teoría del campo cuántico de Scrednicki). Parece haber diferentes expresiones del campo de Higgs, y las cargas eléctricas son diferentes en estas diferentes expresiones. Estoy confundido.
No exactamente: $𝜑_1+𝑖𝜑_2$ tiene carga 1 , como la expresión similar de Ws, y su complejo conjugado tiene carga -1, por lo que el Lagrangiano real tiene carga 0. Aquí, es el componente inferior, neutral, el que toma el vev. Puede llenar el vacío con pares de Higgs + y -, electrones y positrones, etc... pero el vacío es neutro y no se rompe la carga.

Cosmas Zachos · Answer 1

Simplemente lea el artículo de WP y preste atención a su consistencia. Está en las convenciones de P&S, así que por favor no mire a Srednicki, cuyas convenciones opuestas evidentemente lo confunden constantemente. Ahora,

q = T_{3} + Y_{w} / 2,

$Q=T_3+Y_w/2,$ entonces para el doblete de Higgs, Y =1, por lo tanto Q = +1 para el componente superior y 0 para el componente inferior, el que recoge el vev, cf. (1) en el artículo WP. Entonces, tanto el Higgs físico como el bombeo de Goldston dentro y fuera del vacío son neutrales. SSB no interrumpe la carga.

El $\phi_1+i\phi_2$ tiene entonces carga + , mientras que los componentes reales e imaginarios individuales en él no tienen una carga bien definida.

Hay los términos correspondientes en el lagrangiano que involucran el doblete de Higgs conjugado, con Goldstons co-iguales $\phi_1-i\phi_2$ de carga negativa, así como hay tantos electrones como positrones, por así decirlo, poéticamente. Consultar todas las termias $\Phi ^* \cdot \Phi$ y sus funciones son de carga neutra, isospín débil e hipercarga.

Es una carga +1 goldston devorada por $(W_1-iW_2)/\sqrt{2}\equiv W^+$ , con propiedades de carga similares, quizás de manera contradictoria: $W_1-iW_2$ comió $\partial (\phi_1+i\phi_2)$ ! No tengo una máxima simplista para ello, pero sigue el cálculo directo de los términos cinéticos de Higgs completados covariantemente: Recuerde cómo el término de masa resultante emerge proporcional a $W^+ W^-$ , omitiendo los índices de Lorentz, por lo que también conserva la carga. Un buen texto SM debería ayudar.

Como siempre, verifique el electrón-neutrino-Higgs Yukawa en la última línea de (6) en el artículo de WP para asegurarse de que comprende cómo conserva la carga, la hipercarga débil y el isospin débil.

ana v · Answer 2

Además, si dos componentes del campo de Higgs tienen carga eléctrica positiva, todo el espacio (incluso todo el universo) es eléctricamente positivo ya que el campo de Higgs impregna todo el espacio. Esto es muy dudoso y no me parece razonable. ¿Es cierto este caso?

Estás confundiendo los campos de la teoría cuántica de campos con las partículas generadas por los operadores de creación en estos campos.

Después de todo, todo el espacio en QFT está cubierto por el campo de electrones y los campos de quarks, etc. estos campos no tienen cargos.

Otros campos (el campo de electrones, los campos de quarks, etc.) son irrelevantes aquí. Son eléctricamente neutros y no contribuyen al problema que discutimos aquí.
bueno, todos los campos para QFT están definidos por la tabla de partículas. Que los componentes complejos de Higgs tengan carga no hace que la carga del electrón sea neutra. si uno se preocupa por los cargos de los campos QFT, debe preocuparse por igual por todos los constituyentes, por consistencia matemática, en mi opinión

Carga eléctrica del campo de Higgs

Shen

mitchell portero

Lawrence B Crowell

Shen

Cosmas Zachos

Respuestas (2)

Cosmas Zachos

ana v

Shen

ana v

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