¿De dónde viene el sector supersimétrico oculto del MSSM?

En primer lugar, los términos suaves que rompen SUSY son solo una descripción "efectiva" que reemplaza mucha física cualitativa y desconocida por más de 100 parámetros para la física conocida. Al final, uno quiere construir una teoría completa. Por ejemplo (un ejemplo importante), si la teoría completa es una compactación de la teoría de cuerdas estabilizada, no quedan parámetros indeterminados: todo es calculable, incluido el valor de las masas de los supercompañeros y el resto de los más de 100 coeficientes de ruptura SUSY flexibles. . Lo mismo vale para un modelo completo en la teoría cuántica de campos.

Ahora, en esta teoría completa, sigue siendo cierto que SUSY se rompe espontáneamente; en la descripción con los términos suaves de interrupción de SUSY, SUSY está realmente "explícitamente roto" por estos términos suaves de interrupción de SUSY. Solo se requiere que esta ruptura explícita sea "suave", es decir, que no influya en las cancelaciones SUSY de corta distancia, por ejemplo, en la masa de Higgs. Los términos suaves de ruptura de SUSY son exactamente los términos explícitos de ruptura de SUSY que puede producir potencialmente a partir de un mecanismo de ruptura de SUSY espontáneo mediante física adicional si descuida esta física adicional.

Otro hecho a tener en cuenta es que los campos del MSSM no son suficientes para romper SUSY. Uno puede pasar por las posibilidades. Una ruptura típica de SUSY asignará un vev distinto de cero a un campo apropiado, pero no hay ningún campo apropiado en el MSSM que pueda ser la fuente principal de ruptura de SUSY. Por lo tanto, se requiere de facto agregar campos adicionales más allá del MSSM y son las causas principales de la interrupción de SUSY: su vev, etc. " al MSSM (=sector visible), también.

¿De dónde viene el sector oculto? También podría hacer la misma pregunta sobre los campos MSSM. ¿De dónde vienen? El sector oculto es solo otra colección de campos. En la teoría cuántica de campos, uno solo tiene que agregar todos los campos manualmente. MSSM no es una "teoría de campo mínimo" en ningún sentido que entendamos, y MSSM más el sector oculto tampoco lo es, por lo que realmente no hay diferencia. Podemos extender el MSSM a un modelo similar a GUT más grande por simetrías más grandes; pero no encontraremos demasiados candidatos para la rotura primordial de SUSY. El sector oculto necesario para romper SUSY suele ser completamente nuevo y no está relacionado con las simetrías del sector visible.

En la teoría de cuerdas/M, uno puede obtener una respuesta más no vacía a tales preguntas porque la teoría de cuerdas predice no solo los valores exactos de todos los parámetros; para una compactación particular, también predice el contenido exacto del campo. Entonces, uno puede decir que los campos MSSM y los otros campos vienen de "algún lugar", literalmente, por ejemplo, de algunos modos particulares de campos fibrosos que se propagan en todo el espacio-tiempo o en algún lugar geométrico más pequeño de las dimensiones adicionales o en algunas branas que son localizado en las dimensiones extra, y así sucesivamente.

Solo por mencionar un ejemplo visualmente simple, la teoría M heterótica de Hořava y Witten representa el mundo entero como$M^4\times CY_3 \times I^1$dónde$M^4$es el espacio de Minkowski que conocemos,$CY_3$es una variedad de seis dimensiones reales (Calabi-Yau) con las 6 dimensiones adicionales, y$I^1$es un intervalo de línea. En total, uno tiene 11 dimensiones. El intervalo de línea tiene dos límites, cada uno de los cuales está ocupado por un$E_8$supermultiplete calibre. Uno de ellos da lugar, tras la ruptura de simetrías tipo GUT, al MSSM; el otro límite contiene gauginos adicionales de otro$E_8$grupo. La condensación de Gaugino de estos otros gauginos, un sector oculto, puede ser la fuente de ruptura de SUSY que se comunica a nuestro límite, es decir, el otro$E_8$.

Los diferentes mecanismos de ruptura del SUSY se clasifican realmente según el método de mediación al MSSM. Entonces escuchas términos como mediado por calibre, mediado por gravedad, mediado por anomalía, etc. Históricamente, las personas estarían entusiasmadas con la mediación de indicadores (mSUGRA es un modelo similar) y decían muchas cosas por las que consideraban que era la mejor. Los modelos genéricos mediados por calibre con todos los supercompañeros ligeros, que la gente consideraba naturales en ellos, están descartados en su mayoría por los datos del LHC por ahora. Por varias razones, cosas como la ruptura de SUSY mediada por anomalías se fueron convirtiendo gradualmente en preferidas en los últimos años y el probable Higgs de 125 GeV es otra razón para pensar que esos podrían ser los escenarios preferidos.

Este es un tema muy técnico cuyos detalles son inapropiados para una sola respuesta en este servidor, creo. Elija alguna revisión de SUSY rompiendo, por ejemplo, esta:

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

Esto también se centra en la ruptura mediada por anomalías, algo que se hizo relativamente antes de tiempo y que podría resultar relevante.