SU(2) foto de confinamiento

Preámbulo:

En la sección 2 de estas notas de clase (Gerard 't Hooft, 1998) se presenta una interpretación alternativa de la interacción débil, en la que la fuerza débil está confinada, al igual que la fuerza fuerte. Lo mejor que puedo entender, funciona así:

Los bosones vectoriales fundamentales son el fotón U(1), los gluones débiles SU(2) y los gluones fuertes SU(3).

El bosón escalar fundamental es un partón débil de Higgs (em charge 1 2 , parejas a fuerza débil), h . Este no es el bosón de Higgs habitual. H y no es lo mismo que su antipartícula, h ¯ .

Los fermiones fundamentales son partones débiles de quarks zurdos (em + 1 6 , débil fuerte), q , partones débiles de leptones zurdos (em 1 2 , débil), yo , quarks arriba y abajo diestros (em 1 3 y + 2 3 , fuerte) y leptones cargados a la derecha (em 1 ).

Entonces los campos que interactúan SU(2) limitan:

Los bosones vectoriales débiles habituales y el bosón de Higgs son estados ligados de los partones débiles de Higgs. El bosón de Higgs H es h ¯ h sin momento angular orbital, y el Z y W ± son h ¯ h , h ¯ h ¯ , y h h con 1 cuanto de momento angular orbital. (Esto es algo así como la diferencia entre los nucleones y los bariones delta, supongo).

Los quarks/leptones zurdos habituales son estados ligados de higgs y partones débiles de quarks/leptones. Los leptones cargados para zurdos son h yo y los neutrinos zurdos son h ¯ yo , de manera similar, los quarks hacia arriba y hacia abajo a la izquierda son h q y h ¯ q .

Presumiblemente, los fermiones zurdos luego se mezclan con los fermiones diestros a través de una interacción de Yukawa, y según 't Hooft, todo después de eso es exactamente igual que en el modelo estándar: esta imagen de confinamiento SU(2) es (aparentemente ) una descripción tan válida de la interacción débil como la imagen habitual de ruptura de simetría electrodébil.

La pregunta:

La literatura sobre este modelo es bastante escasa, no la he visto en ningún otro lugar, y 't Hooft lo cubre muy brevemente, sin ampliar las diferencias entre este y el modelo electrodébil. Entonces, mis preguntas son:

1) En este modelo, ¿ocurre el confinamiento SU(2) antes o después del confinamiento SU(3)?

2) En este modelo, ¿la masa de las partículas fundamentales se deriva de la energía del confinamiento SU(2), la interacción de Yukawa o ambas? ¿Todavía hay ruptura de simetría y un campo de Higgs con un VEV distinto de cero?

3) En las notas anteriores, 't Hooft afirma que los partones débiles fermiónicos podrían formar estados ligados entre sí, pero solo dice que tales estados serían muy inestables. ¿Podría diferenciarse este modelo del modelo estándar por la detección de tales partículas?

EDITAR: después de investigarlo más, parece que está destinado a que el confinamiento SU (2) ocurra a una energía más alta que el confinamiento SU (3) (lo cual tiene sentido, ya que de lo contrario lo habríamos visto). Por lo tanto, en este modelo, los nombres "fuerza débil" y "fuerza fuerte" están al revés, y la interacción débil habitual es solo un efecto residual.

@MitchellPorter: predice el modelo estándar del bosón de Higgs a 129,6 geV/c² en 2002 (LHC 2013 125,09±0,33 geV/c²)...

Respuestas (1)

Voy a intentar responder mis propias preguntas con lo que he podido encontrar sobre el tema. (Todavía muy escaso.)

1) En este modelo, el confinamiento SU(2) ocurre a energías mucho más altas que el confinamiento SU(3), de modo que los partones débiles se confinan primero (dándonos quarks y leptones) y luego los quarks se confinan en hadrones en segundo lugar. Esto explica por qué se observa que los quarks y los leptones son partículas puntuales: se requiere mayor energía para sondear su estructura interna.

3) Saltando mi segunda pregunta momentáneamente, parece que la respuesta a mi tercera pregunta es sí, pero solo a energías más altas, distancias más pequeñas y escalas de tiempo más cortas de las que podemos acceder actualmente, ya que el confinamiento SU(2) es muy fuerte. Las interacciones con esta fuerte fuerza SU(2) ocurrirían mucho más rápido de lo que podríamos detectar.

La razón por la que los estados ligados de higgs-fermión y higgs-higgs son más estables que los estados ligados de fermión-fermión parece tener algo que ver con que el campo de higgs adquiera un VEV o se estabilice en un estado de condensación de Bose-Einstein, lo que lo hace mucho más Es más probable que las partículas de Higgs interactúen con los fermiones que que los fermiones interactúen entre sí. (Pero estoy confundido en este punto, ya que 't Hooft también dice que la simetría SU(2) permanece intacta en este modelo. Si el F El parámetro en las notas es solo una elección arbitraria de calibre sobre el cual hacer una expansión perturbativa, no me queda claro por qué los estados ligados con el partón de Higgs deberían ser más estables que los estados ligados solo con los partones de fermiones).

2) Me parece que cualquier estado ligado tendría que adquirir masa a partir de la energía cinética de sus constituyentes, pero la referencia adicional del comentario de Michael Porter también incluye un acoplamiento de Yukawa entre los fermiones zurdos y diestros a través de los higgs- campo parton, por lo que la masa parece provenir de ambos mecanismos. Cómo funcionaría esto todavía es muy confuso para mí.