Техницвет (физика)

Перейти к навигацииПерейти к поиску
О кинематографической технологии см. Техниколор.

Техницвет — в физике элементарных частиц собирательное название физических гипотез за пределами стандартной модели, в которых скалярный бозон Хиггса не является фундаментальной частицей, а является связанным состоянием гипотетических фермионов, техникварков.[1][2]

Связь осуществляется посредством гипотетического сильного взаимодействия, аналогичного квантовой хромодинамике (как теория Янга — Миллса, то есть как неабелева калибровочная теория), с новыми степенями свободы (цветами), отсюда происхождение названия техницвет, первоначально в шутливом смысле с намеком на техниколор цветного кино.

Предпосылки

Одним из мотивов гипотезы техницвета является то, что фундаментальные скалярные частицы, такие как бозон Хиггса в квантовой теории поля, воспринимаются многими теоретиками как неестественные. Другой мотив — поиск фундаментальной теории, объясняющей параметры стандартной модели (константа взаимодействия, угол Вайнберга, массы).

Теории техницвета также выдвигают в качестве альтернативы теориям суперсимметрии в качестве решения проблемы калибровочной иерархии. Это вытекает из радиационных поправок в петлевых диаграммах — для очень разных масштабов нарушенной симметрии (электрослабое нарушение симметрии и шкала ТВО).

Динамическое нарушение симметрии

Поскольку в теориях техницвета нарушение электрослабой симметрии является следствием динамики взаимодействия, они также называются теории динамического нарушения симметрии электрослабого взаимодействия. Сам термин нарушение динамической симметрии не ограничивается физикой элементарных частиц. Например, в физике твердого тела в теории сверхпроводимости БКШ, с образованием куперовских пар из двух связанных друг с другом электронов, используется фундаментальное нарушение динамической симметрии, хотя и в рамках абелевой теории. В физику элементарных частиц понятие динамического нарушения симметрии было введено в начале 1960-х годов в модели Намбу-Йона-Ласинио (от Намбу и Джованни Йона-Ласинио) перенесен и в то же время расширен до неабелевской физики. Эта теория является образцом для многих теорий с нарушением динамической симметрии.

История

Теории техницвета были впервые представлены в конце 1970-х годов Леонардом Сасскиндом[3] и Стивеном Вайнбергом.[4] Вскоре после этого термин расширенный техницвет был введен Савасом Димопулосом и Сасскиндом[5] а также Эстией Эйхеном и Кеннетом Лейном[6] (последние использовали обозначение «гиперцвет» вместо техницвет). Целью было включение калибровочной группы стандартной модели и теории техницвета в общую калибровочную группу, для получения теории взаимодействия обычных фермионов стандартной модели (лептонов, кварков) с техникварками (с возможностью вывода масс и других параметров стандартной модели).

Предсказания и проблемы

Теории техницвета предсказывают появление новых частиц, которые могут быть обнаружены на ускорителях частиц, таких как БАК, а также представляют возможных частиц, из которых состоит тёмная материя. Но они также сталкиваются с различными трудностями, вытекающими, например, из уже имеющихся точных измерений электрослабой теории. В частности, теории техницвета предсказывают изменяющие аромат нейтральные токи, которые подавлены в Стандартной модели и могут существовать в узких экспериментальных пределах. В качестве выхода уже в 1980-х годах были предложены теории ходячего техницвета (Томас Аппельквист и другие[7]). Они были в 2000-е годы изучены численными методами путём моделирования теорий поля на решётке.

Альтернативы

Кроме теорий техницвета, существуют и другие теории, которые также содержат составные бозоны Хиггса, состоящие из фермионов. В особенности:

  • Преонные модели, в которых кварки и лептоны обычно состоят из ещё более фундаментальных фермионов,
  • Теории бозона Хиггса как t-кваркового конденсата (связанное состояние верхнего кварка и анти-верхнего кварка).

Примечания

  1. ↑ Л. Б. Окунь Физика элементарных частиц. — М., Едиториал УРСС, 2005. — с. 86
  2. ↑ Окунь Л. Б. «Современное состояние и перспективы физики высоких энергий» // УФН т. 134 с. 3-44 (1981)
  3. ↑ Susskind: Dynamics of spontaneous symmetry breaking in the Weinberg-Salam theory. In: Physical Review D, Band 20, 1979, S. 2619—2625
  4. ↑ Steven Weinberg Implications of dynamical symmetry breaking. In: Physical Review D, Band 13, 1976, S. 974—996. Weinberg Implications of dynamical symmetry breaking: An addendum. In: Physical Review D, Band 19, 1979, S. 1277—1280
  5. ↑ S. Dimopoulos, L. Susskind: Mass Without Scalars. In: Nuclear Physics B, 155, 1979, S. 237—252
  6. ↑ Eichten, Lane: Dynamical breaking of weak interaction symmetries. In: Physics Letters B, Band 90, 1980, S. 125—130
  7. ↑ Appelquist, Dimitra Karabali, L. C. R. Wijewardhana: Chiral Hierarchies and Flavor-Changing Neutral Currents in Hypercolor. In: Physical Review Letters, Band 57, 1986, S. 957—960, Abstract

Литература

  • Farhi, Susskind: Technicolor. In: Physics Reports, Band 74, 1981, S. 277 (klassischer Review der älteren TC Theorie)
  • Kenneth Lane: Technicolor 2000. Frascati Spring School, arXiv:hep-ph/0007304
  • Kenneth Lane: Two lectures on Technicolor. 2002, arXiv:hep-ph/0202255
  • Stephen King: Dynamical electroweak symmetry breaking. 1994, arXiv:hep-ph/9406401
  • Piai: arXiv:1004.0176, 2010
  • Christopher Hill, Elizabeth Simmons: Strong dynamics and electroweak symmetry breaking. 2002, arXiv:hep-ph/0203079
  • Robert Shrock: Some recent results on models with dynamical electroweak symmetry breaking. 2007, arXiv:hep-ph/0703050