¿Cómo encontrar el acoplamiento de Higgs con una matriz de mezcla?

Se sabe que los acoplamientos al Higgs son proporcionales a la masa de los fermiones;

gramo h F F = METRO F v
dónde v es el VEV del campo de Higgs. Estoy tratando de averiguar por qué esto es cierto sin construir explícitamente todos los términos de interacción .

Primero puedo decir que, el lagrangiano, al no tener masa requiere el campo de Higgs ϕ = ( ϕ 1 ϕ 2 ) (doblete débil) que añade una parte de ruptura de simetría y un acoplamiento a los fermiones.

El acoplamiento es proporcional a

gramo ( ψ ¯ L ϕ ψ R + ψ ¯ R ϕ ψ L )
dónde ψ L es un doblete débil ψ R un singlete débil.

Entonces, después de la ruptura de la simetría, podemos escribir el campo de Higgs como ϕ = ( 0 v + h ( X ) ) por el local S tu ( 2 ) W simetría. Por lo tanto, el acoplamiento se convierte en

gramo v ( ψ ¯ L ( 2 ) ψ R + ψ ¯ R ψ L ( 2 ) ) + gramo h ( ψ ¯ L ( 2 ) ψ R + ψ ¯ R ψ L ( 2 ) )
donde el ( 2 ) exponente indica el componente en el doblete. Luego, podemos reescribir los campos como campos de Dirac: ψ = ψ L ( 2 ) + ψ R lo que da
gramo v ψ ¯ ψ + gramo h ψ ¯ ψ

A partir de lo cual identificamos la masa del campo fermiónico como METRO F = gramo v lo que implica que el acoplamiento a los higgs es

gramo h F F = METRO F v

Por supuesto, solo consideré una familia de fermiones, así que mi pregunta es ¿cómo generalizo el argumento cuando el acoplamiento incluye la mezcla de familias?

gramo ( L ¯ ϕ Λ R + R ¯ Λ ϕ L )
dónde Λ es una matriz de mezcla familiar. ¿Es sencillo a partir de la diagonalización de la matriz de mezcla?

Hola, Barefeg: parece que realmente no estás haciendo una pregunta aquí, ya que tienes la derivación de los acoplamientos prácticamente escrita por completo. La única pregunta real en la publicación es "¿Qué piensas?" que no es el tipo de cosas para las que es este sitio. ¿Podrías editar tu publicación para preguntar específicamente sobre el problema que te confunde, en lugar de solo pedir comentarios generales? Una vez que lo hagas, hazme un ping en un comentario o márcalo para llamar la atención del moderador y estaré encantado de volver a abrirlo. (Además, puede obtener una mejor respuesta si acorta un poco la pregunta).
@DavidZaslavsky, tengo una preocupación en la parte del fermión al incluir la mezcla familiar, como mencioné. ¿Está bien si elimino la última oración y elimino la parte de los bosones?
¡Oh, lo siento, me lo perdí! (a pesar de leer la pregunta dos veces, de alguna manera) Definitivamente ayudaría si elimina la parte del bosón y elimina la última oración. También sugeriría formular lo que realmente está preguntando como una pregunta (la gente a menudo se enfoca en el signo de interrogación) y hacer un título más específico, tal vez algo como "¿Puedes diagonalizar el término de acoplamiento de Higgs con una matriz de mezcla? ?" Reabriré la pregunta ahora, con la expectativa de que pronto realice los cambios apropiados.

Respuestas (1)

Los fermiones se mezclan con elementos fuera de la diagonal en las matrices de Yukawa, lo que da como resultado elementos fuera de la diagonal en las matrices de masa de quarks de tipo arriba y abajo.

La diagonalización de estas matrices de masa da como resultado los estados propios de masa identificados con los quarks observados. Debido a que los acoplamientos de los quarks de Higgs son proporcionales a los de Yukawa, están diagonalizados por estos mismos estados propios de masa.

Sin embargo, el desajuste entre Yukawa de tipo ascendente y descendente da como resultado la matriz CKM en la interacción cargada-débil, la fuente de la violación de CP. NB no hay equivalente en el sector de los leptones, porque no hay neutrinos dextrógiros en el modelo estándar.