En física de partículas , la teoría de Peccei-Quinn es una propuesta bien conocida y de larga data para la resolución del problema de PC fuerte . Fue formulado por Roberto Peccei y Helen Quinn en 1977. [1] [2] La teoría propone que el QCD Lagrangiano sea extendido con un término que viola el CP conocido como "el término θ ". Debido a que los experimentos nunca han medido un valor para θ , su valor debe ser muy cercano a cero.
Descripción general
La teoría de Peccei-Quinn predice que el pequeño valor del parámetro θ se explica por un campo dinámico, en lugar de un valor constante. Debido a que las partículas surgen dentro de los campos cuánticos, la teoría de Peccei-Quinn predice la existencia de una nueva partícula, el axión . El potencial que lleva este campo hace que tenga un valor que naturalmente se cancela, haciendo que el parámetro θ sea cero sin incidentes.
La simetría Peccei-Quinn presenta θ como un componente funcional: una simetría U (1) global bajo la cual se carga un campo escalar complejo. Esta simetría se rompe espontáneamente por el valor esperado de vacío obtenido por este campo escalar, y el axión es el bosón de Goldstone sin masa de esta simetría rota.
Esta simetría Peccei-Quinn es inexacta porque se rompe de forma anómala por los instantones de QCD : si hay un término compensatorio que cancela el término de ruptura de anomalías de QCD, el axión se convierte en un bosón de Goldstone exactamente sin masa y θ ya no está fijo. El potencial efectivo del axión es el potencial sumado por encima de la escala QCD; con el término potencial inducido por efectos QCD no perturbadores.
Si el axión es fundamental, o emerge en una escala mucho más alta que la escala QCD , entonces el término de acoplamiento del axión de dimensión 5 es reprimido por dónde es la escala del axión. Debido a esto, para que θ sea tan pequeño en el mínimo del potencial efectivo, el potencial desnudo tiene que ser muchos órdenes de magnitud menor que el potencial inducido instanton, compuesto por elfactor. Esto requiere bastante reconciliación con una simetría global aproximada, para la cual no existe una explicación actual.
Ver también
Referencias
- ^ Peccei, Roberto D .; Quinn, Helen R. (20 de junio de 1977). " Conservación de CP en presencia de pseudopartículas" . Cartas de revisión física . 38 (25): 1440-1443. Código Bibliográfico : 1977PhRvL..38.1440P . doi : 10.1103 / PhysRevLett.38.1440 .
- ^ Peccei, Roberto D .; Quinn, Helen R. (15 de septiembre de 1977). "Restricciones impuestas por la conservación de CP en presencia de pseudopartículas". Physical Review D . 16 (6): 1791-1797. Código Bibliográfico : 1977PhRvD..16.1791P . doi : 10.1103 / PhysRevD.16.1791 .
Otras lecturas
- Sarkar, Utpal (2008). "Simetría Peccei-Quinn". Física de partículas y astropartículas . Taylor y Francis. págs. 191-197. ISBN 978-1-58488-931-1.