Alternativas al modelo estándar de Higgs

Los modelos alternativos al modelo estándar de Higgs son modelos que muchos físicos de partículas consideran para resolver algunos de los problemas existentes del bosón de Higgs . Dos de los modelos más investigados actualmente son la trivialidad cuántica y el problema de la jerarquía de Higgs .

Descripción general

En física de partículas , las partículas y fuerzas elementales dan origen al mundo que nos rodea. Los físicos explican el comportamiento de estas partículas y cómo interactúan utilizando el Modelo Estándar , un marco ampliamente aceptado que se cree explica la mayor parte del mundo que vemos a nuestro alrededor. ^[1] Inicialmente, cuando estos modelos estaban siendo desarrollados y probados, parecía que las matemáticas detrás de esos modelos, que eran satisfactorias en áreas ya probadas, también prohibirían que las partículas elementales tuvieran masa , lo que mostraba claramente que estos modelos iniciales estaban incompletos. . En 1964, tres grupos de físicos publicaron casi simultáneamente artículos que describían cómo se podía dar masa a estas partículas, utilizando enfoques conocidos como ruptura de simetría . Este enfoque permitió que las partículas obtuvieran una masa, sin romper otras partes de la teoría de la física de partículas que ya se creían razonablemente correctas. Esta idea se conoció como mecanismo de Higgs y experimentos posteriores ^{[ ¿cuáles? ]} confirmaron que tal mecanismo existe, pero no pudieron mostrar exactamente cómo sucede.

La teoría más simple sobre cómo se produce este efecto en la naturaleza, y la teoría que se incorporó al modelo estándar, era que si uno o más de un tipo particular de " campo " (conocido como campo de Higgs ) permeaba el espacio, y si pudiera interactuar con partículas elementales de una manera particular, entonces esto daría lugar a un mecanismo de Higgs en la naturaleza. En el modelo estándar básico hay un campo y un bosón de Higgs relacionado; en algunas extensiones del modelo estándar hay múltiples campos y múltiples bosones de Higgs.

En los años transcurridos desde que se propusieron el campo de Higgs y el bosón como forma de explicar los orígenes de la ruptura de la simetría, se han propuesto varias alternativas que sugieren cómo podría ocurrir un mecanismo de ruptura de la simetría sin necesidad de que exista un campo de Higgs. Los modelos que no incluyen un campo de Higgs o un bosón de Higgs se conocen como modelos sin Higgs. En estos modelos, la dinámica que interactúa fuertemente en lugar de un campo adicional (Higgs) produce el valor esperado de vacío distinto de cero que rompe la simetría electrodébil.

Lista de modelos alternativos

Una lista parcial de alternativas propuestas a un campo de Higgs como fuente de ruptura de simetría incluye:

• Los modelos en tecnicolor rompen la simetría electrodébil mediante nuevas interacciones calibre, que originalmente se modelaron en la cromodinámica cuántica . ^{[2] [3]}
• Los modelos extradimensionales sin Higgs utilizan el quinto componente de los campos de calibre para desempeñar el papel de los campos de Higgs. Es posible producir una ruptura de simetría electrodébil imponiendo ciertas condiciones límite en los campos extradimensionales, aumentando la escala de ruptura unitaria hasta la escala de energía de la dimensión extra. ^{[4] [5]} A través de la correspondencia AdS/QCD, este modelo se puede relacionar con modelos technicolor y con modelos "UnHiggs" en los que el campo de Higgs es de naturaleza no partícula . ^[6]
• Modelos de bosones vectoriales compuestos W y Z. ^{[7] [8]}
• Condensado de quark superior .
• "Medidor unitario Weyl". Al agregar un término gravitacional adecuado a la acción del modelo estándar en el espacio-tiempo curvo, la teoría desarrolla una invariancia conforme local (Weyl). El calibre conforme se fija eligiendo una escala de masa de referencia basada en la constante de acoplamiento gravitacional. Este enfoque genera masas para los bosones vectoriales y campos de materia similares al mecanismo de Higgs sin la tradicional ruptura espontánea de la simetría. ^[9]
• Interacciones débiles asintóticamente seguras ^{[10] [11]} basadas en algunos modelos sigma no lineales. ^[12]
• Preón y modelos inspirados en preones como el modelo Ribbon de partículas del modelo estándar de Sundance Bilson-Thompson , basado en la teoría de la trenza y compatible con la gravedad cuántica de bucles y teorías similares. ^[13] Este modelo no sólo explica la masa ^{[ se necesita aclaración ]} sino que conduce a una interpretación de la carga eléctrica como una cantidad topológica (giros realizados en las cintas individuales) y la carga de color como modos de torsión.
• Ruptura de simetría impulsada por dinámicas de desequilibrio de campos cuánticos por encima de la escala electrodébil. ^{[14] [15]}
• La física de partículas y los unhiggs. ^{[16] [17]} Estos son modelos que postulan que el sector de Higgs y el bosón de Higgs son invariantes de escala, también conocido como física sin partículas.
• En la teoría del vacío superfluido, pueden surgir masas de partículas elementales como resultado de la interacción con el vacío físico , de forma similar al mecanismo de generación de huecos en los superconductores . ^{[18] [19]}
• Finalización UV por clasicización, en la que la unitarización de la dispersión WW se produce mediante la creación de configuraciones clásicas. ^[20]

Ver también

• Modelos compuestos de Higgs

Referencias

1. Heath, Nick, La tecnología Cern que ayudó a localizar la partícula de Dios , TechRepublic, 4 de julio de 2012
2. Steven Weinberg (1976), "Implicaciones de la ruptura de la simetría dinámica", Physical Review D , 13 (4): 974–996, Bibcode :1976PhRvD..13..974W, doi :10.1103/PhysRevD.13.974.
   S. Weinberg (1979), "Implicaciones de la ruptura de la simetría dinámica: un anexo", Physical Review D , 19 (4): 1277–1280, Bibcode :1979PhRvD..19.1277W, doi :10.1103/PhysRevD.19.1277.
3. Leonard Susskind (1979), "Dinámica de la ruptura espontánea de la simetría en la teoría de Weinberg-Salam", Physical Review D , 20 (10): 2619–2625, Bibcode :1979PhRvD..20.2619S, doi :10.1103/PhysRevD.20.2619, OSTI  1446928, S2CID  17294645.
4. Csaki, C.; Grojean, C.; Pilo, L.; Terning, J. (2004), "Hacia un modelo realista de ruptura de simetría electrodébil sin Higgs", Physical Review Letters , 92 (10): 101802, arXiv : hep-ph/0308038 , Bibcode : 2004PhRvL..92j1802C, doi : 10.1103/ PhysRevLett.92.101802, PMID  15089195, S2CID  6521798
5. Csaki, C.; Grojean, C.; Pilo, L.; Terning, J.; Terning, John (2004), "Teorías de calibre en un intervalo: unitaridad sin Higgs", Physical Review D , 69 (5): 055006, arXiv : hep-ph/0305237 , Bibcode : 2004PhRvD..69e5006C, doi : 10.1103/ PhysRevD.69.055006, S2CID  119094852
6. Calmet, X.; Deshpande, NG; Él, XG; Hsu, SDH (2009), "Bosón de Higgs invisible, campos de masa continuos y mecanismo de unHiggs" (PDF) , Physical Review D , 79 (5): 055021, arXiv : 0810.2155 , Bibcode : 2009PhRvD..79e5021C, doi : 10.1103/PhysRevD .79.055021, S2CID  14450925
7. Abbott, LF; Farhi, E. (1981), "¿Son fuertes las interacciones débiles?" (PDF) , Letras de física B , 101 (1–2): 69, Bibcode :1981PhLB..101...69A, doi :10.1016/0370-2693(81)90492-5
8. Speirs, Neil Alexander (1985), Modelos compuestos de bosones de calibre débiles (tesis doctoral), Universidad de Durham
9. Pawlowski, M.; Raczka, R. (1994), "Un modelo conforme unificado para interacciones fundamentales sin campo dinámico de Higgs", Fundamentos de la física , 24 (9): 1305–1327, arXiv : hep-th/9407137 , Bibcode : 1994FoPh...24.1305 P, doi :10.1007/BF02148570, S2CID  17358627
10. Calmet, X. (2011), "Interacciones débiles asintóticamente seguras", Mod. Física. Letón. A , 26 (21): 1571–1576, arXiv : 1012.5529 , Bibcode : 2011MPLA...26.1571C, doi : 10.1142/S0217732311035900, S2CID  118712775
11. Calmet, X. (2011), "Una visión alternativa de las interacciones electrodébiles", Int. J.Mod. Física. A , 26 (17): 2855–2864, arXiv : 1008.3780 , Bibcode : 2011IJMPA..26.2855C, doi : 10.1142/S0217751X11053699, S2CID  118422223
12. Codello, A.; Percacci, R. (2009), "Puntos fijos de modelos Sigma no lineales en d>2", Physics Letters B , 672 (3): 280–283, arXiv : 0810.0715 , Bibcode : 2009PhLB..672..280C, doi : 10.1016/j.physletb.2009.01.032, S2CID  119223124
13. Bilson-Thompson, Sundance O.; Markopoulou, Fotini; Smolin, Lee (2007), "La gravedad cuántica y el modelo estándar", Clase. Gravedad cuántica. , 24 (16): 3975–3993, arXiv : hep-th/0603022 , Bibcode : 2007CQGra..24.3975B, doi : 10.1088/0264-9381/24/16/002, S2CID  37406474.
14. Goldfain, E. (2008), "Bifurcaciones y formación de patrones en física de partículas: un estudio introductorio", EPL , 82 (1): 11001, Bibcode :2008EL.....8211001G, doi :10.1209/0295-5075/ 82/11001, S2CID  62823832
15. Goldfain (2010), "Dinámica de no equilibrio como fuente de asimetrías en física de altas energías" (PDF) , Revista electrónica de física teórica , 7 (24): 219, archivado desde el original (PDF) el 20 de enero de 2022 , consultado el 27 de julio de 2011
16. Stancato, David; Terning, John (2009), "The Unhiggs", Journal of High Energy Physics , 2009 (11): 101, arXiv : 0807.3961 , Bibcode :2009JHEP...11..101S, doi :10.1088/1126-6708/2009/ 11/101, S2CID  17512330
17. Falkowski, Adán; Perez-Victoria, Manuel (2009), "Electroweak Precision Observables and the Unhiggs", Journal of High Energy Physics , 2009 (12): 061, arXiv : 0901.3777 , Bibcode :2009JHEP...12..061F, doi :10.1088/ 1126-6708/2009/12/061, S2CID  17570408
18. Zloshchastiev, Konstantin G. (2011), "Rotura espontánea de simetría y generación de masa como fenómenos incorporados en la teoría cuántica logarítmica no lineal", Acta Physica Polonica B , 42 (2): 261–292, arXiv : 0912.4139 , Bibcode :2011AcPPB ..42..261Z, doi :10.5506/APhysPolB.42.261, S2CID  118152708
19. Avdeenkov, Alejandro V.; Zloshchastiev, Konstantin G. (2011), "Líquidos Quantum Bose con no linealidad logarítmica: autosostenibilidad y aparición de extensión espacial", Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics , 44 (19): 195303, arXiv : 1108.0847 , Código Bib : 2011JPhB...44s5303A, doi : 10.1088/0953-4075/44/19/195303, S2CID  119248001
20. Dvali, Gia; Giudice, Gian F.; Gómez, César; Kehagias, Alex (2011), "Compleción UV por clasicización", Journal of High Energy Physics , 2011 (8): 108, arXiv : 1010.1415 , Bibcode :2011JHEP...08..108D, doi :10.1007/JHEP08(2011 )108, S2CID  53315861

enlaces externos

• Modelo sin Higgs en arxiv.org