¿El Lagrangiano en el Modelo Estándar es exacto o aproximado?

Decimos que el modelo estándar tiene S tu ( 3 ) C S tu ( 2 ) L tu ( 1 ) Y simetrías. sin embargo, el S tu ( 2 ) L simetría del doblete ( tu , d ) no es exacta porque tu y d tener diferentes masas. ¿Significa esto que el Modelo Estándar Lagrangiano no es preciso porque trata ( tu , d ) como si tuviera una S tu ( 2 ) ¿simetría? Además, si se trata ( tu , d ) como un S tu ( 2 ) el doblete hace que el lagrangiano sea impreciso, ¿podemos tratar tu y d por separado para desarrollar un Lagrangiano más preciso?

Respuestas (2)

Parece que estás mezclando algunas cosas diferentes. El modelo estándar no dice que el quark up y down deban tener la misma masa.

  • Los quarks arriba y abajo forman un doblete de la simetría del sabor. S tu ( 2 ) F . Esta es una simetría aproximada que se rompe explícitamente por la diferencia de masa de los quarks arriba y abajo.
  • Los quarks arriba y abajo zurdos forman un doblete q L de isospín débil S tu ( 2 ) L . Este es un factor del grupo de indicadores del modelo estándar.
  • Los quarks arriba y abajo diestros forman dos singletes tu R y D R de isospín débil S tu ( 2 ) L .
  • La simetría de calibre del modelo estándar impone restricciones a las masas de los quarks; es decir, requiere que todos sean cero . En cambio, los quarks adquieren masas a través del mecanismo de Higgs, que rompe la simetría electrodébil.
  • No es necesario que el quark up y el quark down tengan la misma masa, porque sus masas provienen de acoplamientos independientes de Yukawa, a saber H q L tu R y H q L D R .

Has hecho casi diez preguntas sobre S tu ( 2 ) F y S tu ( 2 ) L , y realmente recomiendo tomar cualquier libro sobre el modelo estándar y leerlo.

El modelo estándar Lagrangiano no modela la gravedad cuántica ni la materia oscura (hasta donde sabemos), por lo tanto, ciertamente no es una descripción 'exacta' del universo de todos modos .

Sin embargo, su pregunta es con respecto a la simetría SU (2) en el modelo estándar Lagrangiano. A este respecto, que yo sepa, no hay pérdida de precisión cuando uno trata los dobletes SU(2) de la misma manera porque es una simetría rota espontáneamente y la ruptura espontánea de la simetría no necesita ser puesta en el Lagrangiano a mano.

Como ejemplo simple, en el modelo de espín de Ising del ferromagnetismo, un espín puede apuntar hacia arriba o hacia abajo y las configuraciones de espín hacia arriba y hacia abajo se tratan en pie de igualdad y esto se manifiesta como una simetría del sistema, aunque en el régimen de baja temperatura, el sistema elegirá espontáneamente una dirección de giro preferida y formará un ferroimán.