¿Cuál es la relación entre los bosones débilmente hipercargados y los bosones de Higgs?

En este video , Leonard Susskind hace un buen trabajo tratando de explicar sucintamente el campo de Higgs y exactamente cómo da masa a los fermiones elementales, excepto por un punto en el que parece omitir algunas cosas. La hipercarga débil se llama cariñosamente 'cero' ( 0:46:00 ). Continúa explicando cómo (p. ej.) un electrón acelerado (u otra partícula cargada de cero) puede emitir un Z bosón Luego postula ( 0:48:16 ) la existencia de un campo (nada menos que un 'condensado de bosón ziggs'), que (de manera similar a un campo eléctrico uniforme que da a los dipolos eléctricos una energía potencial y, por lo tanto, una masa extra - eso depende de su orientación) da masa a los fermiones por el mecanismo de Dirac (explicado anteriormente en el video). Agrega cómo el ('cero'-menos) Z El bosón también interactúa con el campo 'ziggs' para adquirir intermitentemente 'cero' (y convertirse en un 'ziggs') y perder 'cero', adquiriendo masa también.

En ese punto, salta al bosón de Higgs aparentemente sin ninguna conexión con el mecanismo que se acaba de explicar (emplea diferentes nombres para los campos). Explica que el bosón de Higgs es un modo de excitación particular del campo de Higgs, pero ¿qué es entonces el bosón 'ziggs' (general)? ¿Son Higgs y Ziggs realmente lo mismo? El Z El bosón se conoce experimentalmente desde hace décadas, ¿qué pasa con su producto débilmente hipercargado? ¿El bosón de Higgs en realidad no tiene nada que ver con el fenómeno de Higgs, siendo simplemente una consecuencia de la teoría que estaba pidiendo a gritos ser descubierta experimentalmente?

en.wikipedia.org/wiki/… es el único enlace relacionado que pude encontrar, parece que la simetría de Higgs se rompe de cuatro formas, tres de las cuales están acopladas con bosones electrodébiles W+, W- y Z, el cuarto luego se impone como el Higgs bosón

Respuestas (3)

Explica que el bosón de Higgs es un modo de excitación particular del campo de Higgs, pero ¿qué es entonces el bosón 'ziggs' (general)? ¿Son Higgs y Ziggs realmente lo mismo?

Si solo hubiera una enorme Z bosón, y nada más, entonces este mecanismo de 'ziggs' sería suficiente y no se requeriría el mecanismo de 'Higgs' un poco más complicado. Vería los 'ziggs' como se vería el 'Higgs' en este escenario.

El bosón Z se conoce experimentalmente desde hace décadas, ¿qué pasa con su producto débilmente hipercargado? ¿El bosón de Higgs en realidad no tiene nada que ver con el fenómeno de Higgs, siendo simplemente una consecuencia de la teoría que estaba pidiendo a gritos ser descubierta experimentalmente?

Supongo que por 'producto hipercargado' te refieres al cargado W + y W bosones Estos no son productos de la Z bosón, en cambio, todos son parte de la misma familia de partículas. Bueno, en realidad es un poco más complicado que eso... empecemos desde arriba. El mecanismo de Higgs 'comienza' con cuatro bosones sin masa ( B 0 , W 0 , W 1 , W 2 ), que después de interactuar con el campo de Higgs, producirá tres bosones masivos ( Z , W + , W ) y un bosón sin masa (que es el fotón, γ ).

Como hay cuatro bosones originales, sin entrar en detalles más importantes, esto significa que el campo de Higgs debe construirse a partir de cuatro componentes (o grados de libertad). Después de la interacción con los cuatro componentes del campo, los cuatro bosones originales adquieren masa. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, el fotón no tiene masa. Para agregar esta condición a nuestra teoría, mezclamos dos de los cuatro bosones originales (el B 0 y W 0 , que no tienen carga eléctrica) para producir el observado Z y γ bosones de una manera tan exacta como para dejar el fotón sin masa. La repercusión de esto es que nos quedamos con un componente libre de nuestro campo de Higgs, restante de nuestro campo de Higgs original de cuatro componentes. Este componente de repuesto, de manera análoga al mecanismo 'ziggs', se manifiesta como el bosón de Higgs.

Re: "¿Qué pasa con su producto débilmente hipercargado?"

Acabo de escuchar a LS explicando esto. (Usando sus términos) "cuando el bosón Z toma su cuanto (¿quanta?) de zilch, se convierte en un ziggs". El punto que señala es que este es el famoso mecanismo "Brout-Englert-Higgs".

Re bosón de Higgs : según tengo entendido, el nombre de Peter se adjuntó (en lugar de Brout, Englert u otros) porque predijo que, dado el "mecanismo BEH" anterior, deberíamos poder excitar una "onda de compresión" en el condensado necesario . Esta perturbación (del condensado necesario) es lo que ahora llamamos un bosón "similar a Higgs".

Por otro lado, la oscilación quiral, "Z-to-ziggs" propuesta para que los bosones Z obtengan una masa implica una interacción (cuantificada y local) entre los bosones Z y ese "condensado de zilch". Todo lo cual suena como algo más que simples operadores de creación/aniquilación que fluctúan en su forma efectiva y renormalizada.

jk88 escribió:

"Supongo que por 'producto hipercargado' te refieres a los bosones W+ y W- cargados"

Creo que quiso decir cargado con zilch (hipercarga débil), no con carga eléctrica. Lo que me hace preguntarme de nuevo sobre "carga". En su "QFT en pocas palabras", Tony Zee destaca todos esos factores de e^(i*theta), indicándonos descripciones duales que relacionan el vórtice y la carga. ¿Es el "giro" más que un mero número cuántico?

¡Esperamos más del LHC!

nnunn

Vojtech escribió:

Esta pregunta no ha recibido suficiente atención.

Estoy muy interesado en saber un poco más detalles sobre el tema. Específicamente: 1. Susskind está hablando de Zilch/Ziggs como si fueran mecanismos comúnmente conocidos, ...

A mí también me gustaría ver más discusiones sobre este aspecto sutil (¿subterráneo?) del mecanismo de Higgs (ganador del premio Nobel). Un lindo paso podría ser unir los ziggs y zilch del video de Susskind con la idea de Dirac del electrón como una superposición compleja de cuatro grados de libertad fermiónicos más primitivos (piense en el trabajo reciente sobre los fermiones de Weyl). ¿Está la naturaleza (y Dirac) tratando de decirnos algo?

  1. El video dice que, según el modelo estándar, el electrón no tiene masa, sin embargo, según wikipedia, el electrón NO tiene masa.

Creo que el punto que plantea Susskind es que algún tipo de mecanismo tipo Higgs es una forma en que los físicos actualmente están de acuerdo en asociar una propiedad de "masa" con ciertas partículas modelo estándar. Tal mecanismo es una forma de justificar los parámetros de masa particulares que agregamos a las ecuaciones.

Pero esta idea de grados de libertad fermiónicos más primitivos me hace dudar. ¿No era este uno de los objetivos de diseño del LHC... ir en busca de posibles entrañas de fermiones similares a quarks?