Üst kuark yoğunlaşması - Top quark condensate

İçinde parçacık fiziği, üst kuark yoğunlaşması teori (veya üst yoğunlaşma) bir alternatiftir Standart Model temel Higgs alanı Higgs bozonu nerede bileşik alan, oluşur en iyi kuark ve Onun antikuark.The en iyi kuark -antikuark çiftler, adı verilen yeni bir kuvvet tarafından birbirine bağlanır üst renk, bağlanmasına benzer Cooper çiftleri içinde BCS süper iletken veya güçlü etkileşimlerdeki mezonlar. Üst kuarkların bağlanması fikri motive edilmiştir çünkü nispeten ağırdır ve ölçülen bir kütle yaklaşık 173'tür.GeV (ile karşılaştırılabilir elektro zayıf ölçek ) ve böylece Yukawa bağlantısı yüksek enerji ölçeklerinde güçlü birleştirme dinamikleri olasılığını düşündüren düzen birliği. Bu model, nasıl olduğunu açıklamaya çalışır. elektrozayıf ölçek üst kuark kütlesiyle eşleşebilir.

Tarih

Fikir tarafından tanımlandı Yoichiro Nambu[kaynak belirtilmeli ] ve daha sonra Miransky, Tanabashi ve Yamawaki (1989) tarafından geliştirilmiştir[1][2] ve Bardeen, Hill ve Lindner (1990),[3] teoriyi kim bağladı renormalizasyon grubu ve tahminlerini geliştirdi.

Renormalizasyon grubu, üst kuark yoğunlaşmasının temelde 'kızılötesi sabit nokta 'Üst kuark Higgs-Yukawa bağlantısı için, Pendleton ve Ross (1981) tarafından önerildi.[4] ve Hill,[5]"Kızılötesi" sabit noktası, 1980'lerin başındaki hakim görüşün aksine, ilk olarak üst kuarkın ağır olacağını öngörüyordu. Nitekim en iyi kuark 1995 yılında 175 GeV büyük kütlede keşfedildi. Kızılötesi sabit nokta, Higgs bozonuna çok yüksek enerjilerde güçlü bir şekilde bağlandığını ima eder. Landau direği Higgs-Yukawa bağlantısının. Bu yüksek ölçekte, bir sınır durumlu Higgs oluşur ve "kızılötesi" de, bağlantı, ölçülen düzen birliği değerine renormalizasyon grubu. Standart Model renormalizasyon grubu sabit nokta tahmini yaklaşık 220 GeV'dir ve gözlemlenen üst kütleden kabaca% 25 daha yüksektir.

En basit üst yoğunlaşma modelleri, Higgs bozon kütlesinin yaklaşık 250 GeV olacağını da öngördü ve şimdi LHC Higgs bozonunun 125 GeV kütle ölçeğinde keşfi. Bununla birlikte, teorinin daha fazla parçacığı içeren genişletilmiş versiyonları, gözlemlenen üst kuark kütlesi ile tutarlı hale getirilebilir.

Gelecek

Bileşik Higgs bozonu doğal olarak Topcolor yeni bir kuvvet kullanan standart modelin uzantıları olan modeller kuantum kromodinamiği. Doğal olması için, aşırı ince ayar yapmadan (yani Higgs kütlesini büyük ışınım düzeltmelerinden stabilize etmek için), teori nispeten düşük enerji ölçeğinde yeni fizik gerektirir. Örneğin, yeni fiziği 10 TeV'e yerleştiren model, üst kuarkın gözlemlenenden önemli ölçüde daha ağır olacağını öngörüyor (yaklaşık 600 GeV'ye karşı 171 GeV). En İyi Tahterevalli modeller, ayrıca Topcolor, bu zorluğun üstesinden gelin.

Standart modelin ötesinde birçok ek Higgs skaler varsa, tahmin edilen üst kuark kütlesi sabit nokta ile gelişmiş bir uyum içinde olur. Bu, LHC ve yükseltmeleriyle araştırılabilen enerji ölçeklerinde yeni kompozit Higgs alanlarının zengin bir spektroskopisini gösteriyor olabilir.[6][7]

En üst kuarka temel bir şekilde bağlanan bir bileşik Higgs bozonu hakkındaki genel fikir, tüm ayrıntılar henüz anlaşılmamış olsa da, ilgi çekicidir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Miransky, V.A .; Tanabashi, Masaharu; Yamawaki, Koichi (1989). "Büyük anormal boyut ve kuark yoğunlaşması ile dinamik elektro-zayıf simetri kırılması". Fizik Harfleri B. Elsevier BV. 221 (2): 177–183. Bibcode:1989PhLB..221..177M. doi:10.1016/0370-2693(89)91494-9. ISSN  0370-2693.
  2. ^ Miransky, V.A .; Tanabashi, Masaharu; Yamawaki, Koichi (10 Haziran 1989). "W ve Z Bozonlarının Kütlesinden Kuark Sorumlu mu?". Modern Fizik Harfleri A. World Scientific. 04 (11): 1043–1053. Bibcode:1989MPLA .... 4.1043M. doi:10.1142 / s0217732389001210. ISSN  0217-7323.
  3. ^ Bardeen, William A .; Hill, Christopher T. ve Lindner, Manfred (1990). "Standart modelin minimum dinamik simetri kırılması". Fiziksel İnceleme D. 41 (5): 1647–1660. Bibcode:1990PhRvD..41.1647B. doi:10.1103 / PhysRevD.41.1647. PMID  10012522.
  4. ^ Pendleton, B .; Ross, G.G. (1981). "Kızılötesi sabit noktalardan kütle ve karıştırma açısı tahminleri". Fizik Harfleri B. Elsevier BV. 98 (4): 291–294. doi:10.1016/0370-2693(81)90017-4. ISSN  0370-2693.
  5. ^ Hill, C.T. (1981). "Renormalizasyon grubu sabit noktalarından Quark ve Lepton kütleleri". Fiziksel İnceleme D. 24 (3): 691. Bibcode:1981PhRvD..24..691H. doi:10.1103 / PhysRevD.24.691.
  6. ^ Hill, Christopher T .; Machado, Pedro; Thomsen, Anders; Turner, Jessica (2019). "Sonraki Higgs bozonları nerede?" Fiziksel İnceleme. D100 (1): 015051. arXiv:1904.04257. Bibcode:2019PhRvD.100a5051H. doi:10.1103 / PhysRevD.100.015051. S2CID  104291827.
  7. ^ Hill, Christopher T .; Machado, Pedro; Thomsen, Anders; Turner, Jessica (2019). "Skaler Demokrasi". Fiziksel İnceleme D. 100 (1): 015015. arXiv:1902.07214. Bibcode:2019PhRvD.100a5015H. doi:10.1103 / PhysRevD.100.015015. S2CID  119193325.