En teoría de campos , la acción de Stueckelberg (nombrada en honor a Ernst Stueckelberg [1] ) describe un campo masivo de espín 1 como una teoría de Yang-Mills R (los números reales son el álgebra de Lie de U(1) ) acoplada a un campo escalar real . Este campo escalar toma valores en una representación afín 1D real de R con como la fuerza de acoplamiento .
Este es un caso especial del mecanismo de Higgs , donde, en efecto, λ y, por lo tanto, la masa de la excitación escalar del Higgs se ha llevado al infinito, por lo que el Higgs se ha desacoplado y se puede ignorar, lo que da como resultado una representación afín y no lineal del campo, en lugar de una representación lineal ; en la terminología contemporánea, un modelo σ no lineal U(1) .
La fijación del calibre produce la acción Proca .
Esto explica por qué, a diferencia del caso de los campos vectoriales no abelianos, la electrodinámica cuántica con un fotón masivo es , de hecho, renormalizable , aunque no es manifiestamente invariante de calibre (después de que el escalar de Stückelberg ha sido eliminado en la acción de Proca).
La extensión de Stueckelberg del Modelo Estándar ( StSM) consiste en un término cinético invariante de calibración para un campo de calibración masivo U(1) . Dicho término se puede implementar en el lagrangiano del Modelo Estándar sin destruir la renormalización de la teoría y, además, proporciona un mecanismo para la generación de masa que es distinto del mecanismo de Higgs en el contexto de las teorías de calibración abelianas .
El modelo implica una mezcla no trivial de los sectores de Stueckelberg y del Modelo Estándar al incluir un término adicional en el Lagrangiano efectivo del Modelo Estándar dado por
El primer término anterior es la intensidad del campo de Stueckelberg, y son parámetros de masa topológicos y es el axión. Después de la ruptura de simetría en el sector electrodébil, el fotón permanece sin masa. El modelo predice un nuevo tipo de bosón de calibración denominado bosón de calibre que hereda un ancho de desintegración muy estrecho en este modelo. El sector St del StSM se desacopla del SM en el límite .
Los acoplamientos de tipo Stueckelberg surgen de forma bastante natural en teorías que implican compactificaciones de la teoría de cuerdas de dimensiones superiores ; en particular, estos acoplamientos aparecen en la reducción dimensional de la supergravedad decadimensional N = 1 acoplada a campos de calibración de Yang-Mills supersimétricos en presencia de flujos de calibración internos. En el contexto de la construcción de modelos de branas D que se cruzan , los productos de los grupos de calibración U(N) se descomponen en sus subgrupos SU(N) a través de los acoplamientos de Stueckelberg y, por lo tanto, los campos de calibración abelianos se vuelven masivos. Además, de una manera mucho más simple, se puede considerar un modelo con solo una dimensión adicional (un tipo de modelo de Kaluza-Klein ) y compactarlo hasta una teoría de cuatro dimensiones. El lagrangiano resultante contendrá bosones de calibración vectoriales masivos que adquieren masas a través del mecanismo de Stueckelberg.
