Significado físico de la realidad de una representación NN{\bf N}: ¿cómo se ve afectada la naturaleza de las interacciones?

Antecedentes La representación fundamental de S tu ( norte ) se denota por norte y el conjugado de la fundamental se denota por norte ¯ . Si la representación norte está relacionado con norte ¯ a través de una transformación de similitud (es decir, equivalente), norte se llama representación real . por ejemplo, el 2 de S tu ( 2 ) es una representación real mientras que el 3 de S tu ( 3 ) no es.

subcontexto 1 En el modelo estándar, los campos de leptones y quarks zurdos pertenecen al 2 de S tu ( 2 ) L y sus campos de antipartículas pertenecen a 2 ¯ .

Pregunta 1 ¿Qué significa la realidad de 2 cuéntanos sobre la interacción débil?

subcontexto 2 En la teoría de las interacciones fuertes, la cromodinámica cuántica, el quark de un sabor dado pero de tres colores diferentes pertenece al 3 de S tu ( 3 ) y su campo de antipartículas pertenecen a 3 ¯ que no es equivalente a 3 .

Pregunta 2 Además, ¿cómo el hecho 3 de S tu ( 3 ) , al no ser una representación real, ¿afecta la fuerte interacción de los quarks?

su definición de representación "real" es demasiado amplia, ya que también cubre representaciones pseudo-reales, consulte physics.stackexchange.com/a/380810/50583

Respuestas (1)

  • R1 : No son los quarks, es el doblete de Higgs (en realidad, podrías invertir todo y mantener la acción en los quarks, y no en el Higgs, pero esto es demasiado complicado para enseñarlo a audiencias disléxicas que no apelan a la hermiticidad).

Específicamente, ( ϕ 1 , ϕ 2 ) es un doblete, y también lo es su conjugado estrictamente equivalente , ( ϕ 2 , ϕ 1 ) . Como resultado, si elige su aspiradora para que sea ( ϕ 1 , ϕ 2 ) = ( 0 , v ) , entonces ( ϕ 2 , ϕ 1 ) = ( v , 0 ) . Por lo tanto, puede puntear el doblete de Higgs o su conjugado con un doblete débil de fermiones en su (¡independiente!) S tu ( 2 ) L -acoplamientos Yukawa invariantes; y, por lo tanto, dar masas (independientes) a los componentes inferior y superior de su doblete de fermiones, ¡así que tanto los quarks d como los u ! (Algo muy bueno.)

Una ventaja adicional de la equivalencia es que el coeficiente d simétrico en el anticonmutador de dos generadores desaparece para SU(2), por lo que el coeficiente de anomalía del doblete y el antidoblete equivalente equivalen a lo mismo. ∴ No hay SU "sin mezclar" (2) 3 anomalías quirales en el SM, que de otro modo invalidarían esta simetría de calibre.

  • Entre paréntesis, una manera fácil de ver la realidad para N = 2 es notar que el cuadro de Young de un cuadro es el mismo que el de una columna de altura N-1 , únicamente para este valor de N .

  • A2 : Para SU(3), por el contrario, hay anomalías quirales, pero QCD es una teoría vectorial (acoplamientos no quirales), que consiste en mezclas iguales de fermiones izquierdo y derecho, con coeficientes de anomalía opuestos , por lo que se cancelan. ∴ QCD también está libre de anomalías, ¡uf!

No conozco otras ventajas o desventajas asociadas con la inequivalencia de las representaciones conjugadas. Por supuesto, la espectroscopia de hadrones está dominada por la diferencia en estos dos componentes y es muy diferente de una espectroscopia putativa de, por ejemplo, SU(2) o SU(7) de color. Las preguntas son un poco demasiado amplias para abordar...