Alternativas al modelo estándar de Higgs
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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 .

Visión general

Ver también: Introducción al campo de Higgs

En la física de partículas , las partículas y fuerzas elementales dan lugar 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 que explica la mayor parte del mundo que vemos a nuestro alrededor. [1] Inicialmente, cuando estos modelos se estaban desarrollando y probando, parecía que las matemáticas detrás de esos modelos, que eran satisfactorios 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 artículos casi simultáneamentedescribiendo cómo se podrían dar masas 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 el mecanismo de Higgs , y experimentos posteriores [ ¿cuál? ] confirmó que tal mecanismo existe, pero no pudieron mostrar exactamente cómo ocurre.

La teoría más simple de cómo este efecto tiene lugar 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 ) penetraba en 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 y el bosón de Higgs como una 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 que exista un campo de Higgs. Los modelos que no incluyen un campo de Higgs o un bosón de Higgs se conocen como modelos de Higgsless. En estos modelos, las dinámicas que interactúan fuertemente en lugar de un campo adicional (Higgs) producen 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 para romper la simetría incluye:

  • Los modelos en tecnicolor rompen la simetría electrodébil a través de nuevas interacciones de calibre, que originalmente se modelaron en cromodinámica cuántica . [2] [3]
  • Los modelos extradimensionales de Higgsless 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 de frontera en los campos extradimensionales , aumentando la escala de ruptura de unitaridad hasta la escala de energía de la dimensión adicional. [4] [5] través de los anuncios / QCD correspondencia este modelo se puede relacionar con modelos Technicolor y a los modelos "UnHiggs" en los que el campo de Higgs es de impartículas naturaleza. [6]
  • Modelos de bosones vectoriales compuestos W y Z. [7] [8]
  • Condensado de quark superior .
  • " Calibrador unitario de Weyl ". Al agregar un término gravitacional adecuado a la acción del modelo estándar en el espacio-tiempo curvo, la teoría desarrolla una invariancia conformal local (Weyl). El calibre conforme se fija eligiendo una escala de masa de referencia basada en la constante de acoplamiento gravitacional. Este enfoque genera las masas para los bosones vectoriales y los 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]
  • Preon y modelos inspirados en preons 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 [ aclaración necesaria ] sino que conduce a una interpretación de la carga eléctrica como una cantidad topológica (torsiones llevadas a cabo en las cintas individuales) y la carga de color como modos de torsión.
  • Ruptura de simetría impulsada por la dinámica de no equilibrio de campos cuánticos por encima de la escala electrodébil. [14] [15]
  • Física de unpartículas y los unhiggs. [16] [17] Estos son modelos que postulan que el sector de Higgs y el bosón de Higgs son invariantes en la escala, también conocida como física de unpartículas.
  • En teoría, las masas de vacío superfluido de partículas elementales pueden surgir como resultado de la interacción con el vacío físico , de manera similar al mecanismo de generación de huecos en los superconductores . [18] [19]
  • Compleción UV por clasicización, en la que la unitarización de la dispersión WW ocurre mediante la creación de configuraciones clásicas. [20]

Ver también

  • Modelos compuestos de Higgs

Referencias

  1. ^ Heath, Nick, la tecnología de Cern que ayudó a rastrear la partícula de Dios , TechRepublic, 4 de julio de 2012
  2. ^ Steven Weinberg (1976), "Implicaciones de la ruptura de 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 simetría dinámica: un apéndice", Physical Review D , 19 (4): 1277–1280, Bibcode : 1979PhRvD..19.1277W , doi : 10.1103 / PhysRevD.19.1277 .
  3. ^ Leonard Susskind (1979), "Dinámica de ruptura de simetría espontánea 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 de Higgsless", 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), "Gauge teories on an interval: Unitarity without 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) , Physics Letters 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 débil", Tesis doctoral, Universidad de Durham
  9. ^ Pawlowski, M .; Raczka, R. (1994), "A Unified Conformal Model for Fundamental Interactions without Dynamic Higgs Field", Foundations of Physics , 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. Phys. 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 sobre las interacciones electrodébiles", Int. J. Mod. Phys. 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", Letras de física 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. Quantum Grav. , 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 la física de partículas: un estudio introductorio", EPL , 82 (1): 11001, Bibcode : 2008EL ..... 8211001G , doi : 10.1209 / 0295-5075 / 82/11001
  15. ^ Goldfain (2010), "Dinámica de no equilibrio como fuente de asimetrías en la física de altas energías" (PDF) , Revista electrónica de física teórica , 7 (24): 219
  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, Adam; Pérez-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), "Ruptura de simetría espontánea y generación de masa como fenómenos integrados 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, Alexander V .; Zloshchastiev, Konstantin G. (2011), "Quantum Bose líquidos con no linealidad logarítmica: autosostenibilidad y emergencia de extensión espacial", Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics , 44 (19): 195303, arXiv : 1108.0847 , Código Bibliográfico : 2011JPhB ... 44s5303A , doi : 10.1088 / 0953-4075 / 44/19/195303 , S2CID 119248001 
  20. ^ Dvali, Gia; Giudice, Gian F .; Gómez, Cesar; Kehagias, Alex (2011), "UV-Completion by Classicalization", 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 Higgsless en arxiv.org
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