En SUSY, ¿por qué la ruptura de simetría electrodébil solo ocurre en el sector SM?

Los gauginos son fermiones de espín-1/2 y no transportan fuerzas como los bosones W y Z. No son coeficientes de conexión, no se superponen a campos macroscópicos.

Nunca hay una simetría completa entre bosones y fermiones, incluso en una teoría supersimétrica. Los fermiones son fermiones y los bosones son bosones, tienen propiedades físicas completamente diferentes. La transformación de supersimetría no es como una rotación espacial, no es tan física. Si rotas un calcetín, todas las partículas en el calcetín rotan. Si super-rotas un calcetín, se convierte en una superposición de rotación de una partícula a la vez del calcetín. La mayor parte del calcetín permanece igual, pero un constituyente se gira hacia su supercompañero y hay una superposición cuántica sobre la cual se invierten los constituyentes. El resultado sigue siendo en su mayor parte el calcetín original.

Esto es análogo a la noción de un generador infinitesimal, ya que una transformación infinitesimal actúa sobre los productos de un factor a la vez. Las transformaciones SUSY se pueden considerar como permanentemente infinitesimales, porque su parámetro se eleva al cuadrado a cero.

La supersimetría te dice para cada partícula que la amplitud de dispersión de un bosón está simplemente relacionada con la amplitud de dispersión del fermión. Esta relación es partícula por partícula. Entonces, la supersimetría simplemente no es una simetría de objetos, al menos no en un sentido clásico útil. Entonces, en su ejemplo de la jerarquía invertida, el mecanismo de Higgs aún daría una masa a W y Z.

La respuesta rápida a esta pregunta es: debido a los datos experimentales.

Cualquier teoría más allá del SM debe reproducir los resultados del SM (al menos en el orden en que han sido verificados por experimentación). En particular, debe explicar la ruptura de simetría electrodébil (EWSB) porque esto es lo que observamos en la naturaleza. El método que describe es cómo se logra EWSB cuando hay dos dobletes de Higgs. SUSY tiene dos dobletes de Higgs y, por lo tanto, cae en esta clase de teorías.

Una forma alternativa de pensarlo es que EWSB ocurre a la escala de$\sim M_W$. Por encima de esa escala se unifican las fuerzas electrodébiles. Sin embargo, SUSY debe romperse a una escala mucho más alta (llámese$M_S$) y sabemos que este es el caso porque hasta ahora no hemos observado ningún supercompañero en los experimentos. Desde$M_S>M_W$las fuerzas electrodébiles se unifican en la teoría supersimétrica. Solo necesitamos romper la simetría electrodébil mucho más tarde después de la ruptura de SUSY y es por eso que EWSB solo ocurre en el sector del modelo SM.

Si quieres, desde un punto de vista de ruptura de simetría, lo único que sucede es que se comen 3 bosones de Goldstone, provenientes de los generadores rotos, solo tres, y por el mecanismo de Higgs son "comidos" por los bosones de calibre, en el teoría. Todo ello en términos muy generales, sólo teniéndolo en cuenta como QFT, sin preocuparnos por el contenido de partículas. También el efecto de ruptura de simetría y el hecho de que los bosones sean masivos va a afectar a los supercompañeros, a través de las correcciones radiativas que estos "sienten" de los bosones de calibre. Entonces, en cierto modo, hay una ruptura de simetría en todas partes en el sector susy.