¿Por qué más de un Higgs?

Ya que introduciendo un bosón de Higgs podemos dar masa a los leptones y bosones de calibre de la interacción débil:

¿Por qué deberíamos considerar más de un Higgs (doblete) una vez que vamos más allá del modelo estándar?

La gente considera más de un bosón de Higgs para abordar algunos de los problemas del SM. Por ejemplo, el problema de la jerarquía se alivia en gran medida con SUSY (que también se puede invocar por otras razones) que básicamente te obliga a agregar más Higgses al juego.
Tal vez valga la pena señalar que la confianza en SUSY, que requiere más de un Higgs, se está reduciendo rápidamente después de las primeras ejecuciones del LHC, sin encontrar ningún signo de SUSY. Véase, por ejemplo , Scientificamerican.com/article/… El modelo estándar no necesita más de un Higgs e incluso hay una discusión reciente sobre si los problemas resueltos por SUSY son realmente problemas del modelo estándar.
Probablemente pueda encontrar algunas respuestas a por qué, y la mayor parte de lo que quiere saber sobre cómo, en este artículo de revisión: arxiv.org/abs/1106.0034
@JakobH LHC está probando solo SUSY de baja energía, donde se supone que la escala de ruptura de SUSY está alrededor de la escala TeV. No dice nada sobre escalas superiores SUSY. El SM es una teoría renormalizable y, por lo tanto, está bien en lo que es. Excepto que no explica la materia oscura, la asimetría materia-antimateria, la energía oscura y no incluye la gravedad. Así que es casi seguro que no es el final de la historia, y varias teorías (supersimétricas o no) incluyen bosones de Higgs adicionales.
@TwoBs ¿Puedes elaborar un poco? ¿Por qué varios bosones de Higgs tienen que ver con "la materia oscura, asimetría materia-antimateria, energía oscura,..."?
@AnneO'Nyme No estoy diciendo que los bosones de Higgs adicionales tengan que ver necesariamente con todos esos problemas. Pueden surgir o no (y de hecho a menudo surgen), en varias teorías que intentan abordar esos problemas. Mencioné SUSY que puede resolver el problema de la jerarquía y proporcionar un candidato de DM como ejemplo que requiere un doblete adicional de Higgs. Pero, por ejemplo, también puedes pensar en los dobletes de Higgs en otros contextos. Por ejemplo, el llamado modelo de doblete inerte es un candidato para DM. Otros Higgses surgen a veces en el modelo compuesto de Higgs para aliviar el pequeño problema de la jerarquía...

Respuestas (1)

Después de investigar un poco en la red, encontré la siguiente respuesta (con el marco del modelo supersimétrico de dos dobletes de Higgs). No dude en comentar si me equivoco y dar información adicional.

En el Modelo Estándar de Supersimetría Mínima se necesitan dos dobletes de Higgs para romper la simetría a S tu ( 2 ) L × tu ( 1 ) ellos . Hay dos razones:

  1. En el SM el doblete de Higgs tiene hipercarga Y = 1 / 2 y hay que introducir un doblete adjunto H ~ = i σ 2 H ∗ , que tiene hipercarga Y = − 1 / 2 , para dar una masa al componente superior de los dobletes de quarks zurdos.

Sin embargo, en un modelo supersimétrico, el conjugado de un (super)campo no está permitido en el Lagrangiano. Por lo tanto, uno no puede usar el H ~ -'truco' y nos vemos obligados a introducir un segundo doblete para dar una masa a los componentes superiores del doblete de fermiones.

  1. La otra razón está relacionada con anomalías quirales relacionadas con bucles fermiónicos triangulares. Para que desaparezcan las anomalías (no queremos que la teoría sea renormalizable) resulta ser un criterio simple:
    T r ( Y F ) = T r ( q F ) = 0.
    (Ya que q = yo W 3 + Y y los generadores de un grupo unitario son siempre sin rastro: T r ( yo w 3 ) .) Este es de hecho el caso en el SM:
    ∑ F q F = ( − 1 ) + 3 × ( 2 / 3 ) + 3 × ( − 1 / 3 ) = 0.
    Pero en la supersimetría obtenemos un espín cargado adicional. 1 / 2 partícula, el higssino, asociado al Higgs y la suma ya no sumará cero. Sin embargo, al introducir un segundo doblete con hipercarga opuesta, nuevamente obtenemos una buena cancelación.
¿Hay un error tipográfico aquí we don't want the theory to be renormalisable?
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