Бета-функция в Стандартной модели

В учебнике Средненицкого «Квантовая теория поля» задача 89.4 требует от нас вычислить старшие члены бета-функции для каждой из трех калибровочных связей Стандартной модели. Эти манометрические муфты г 3 , г 2 и г 1 , соответствующий С U ( 3 ) , С U ( 2 ) , и U ( 1 ) калибровочные группы соответственно. Ответ дан в разделе 97 той же книги:

С обычными полями Стандартной модели из наших результатов в разделах 66 и 73 мы находим, что однопетлевые бета-функции для трех калибровочных взаимодействий имеют вид

(97,26) мю д д мю г я "=" б я 16 π 2 г я 3 + О ( г я 5 ) ,
с
(97,27) б 3 "=" 11 + 4 3 н ,
(97,28) б 2 "=" 22 3 + 4 3 н + 1 6 ,
(97,29) б 1 "=" 20 9 н + 1 6 ,
где н "=" 3 - количество поколений; в + 1 6 вклад в б 2 и б 1 из ф (Хиггсовское) поле.

мой вопрос с б 1 [экв. (97.29)]. В разделе 66 бета-функция для е (константа связи) в КЭД выводится как

(66,29) β е ( е , λ ) "=" 1 12 π 2 ( Σ Ψ Вопрос Ψ 2 + 1 4 Σ ф Вопрос ф 2 ) е 3 + . . .
где Вопрос Ψ е - электрические заряды полей Дирака Ψ с.

Вычислить б 1 , Я кладу Вопрос ν е "=" 0 , Вопрос е "=" 1 , Вопрос е ¯ "=" + 1 , Вопрос ты "=" 2 3 , Вопрос д "=" 1 3 , Вопрос ты ¯ "=" 2 3 , Вопрос д ¯ "=" 1 3 , и Вопрос ф 2 "=" 1 2 , Вопрос ф 4 "=" 1 2 в уравнение (66,29). Я также заметил, что г 1 "=" е / потому что θ ж , и добавил н в первом слагаемом в скобках уравнения (66.29) для учета трех поколений. Тем не менее, я получил

мю д д мю г 1 "=" потому что 2 θ ж 16 π 2 ( 112 27 н + 1 6 ) г 1 3 .
Это не то, что должно быть согласно уравнениям. (97,26) и (97,29). В чем дело?

Я также заметил, что экв. (66.29) [что должно привести к уравнению. (97.29) применительно к вычислению бета-функции в Стандартной модели] выводится из лагранжиана в КЭД (раздел 66), который отличается от лагранжиана в неабелевой калибровочной теории (раздел 73), из которого уравнения. (97.27) и (97.28) заблокированы. Является ли это причиной расхождения между ур. (66.29) и ур. (97,29)? Однако в книге Средненицкого автор не обратил внимания на это несоответствие, а просто объединил результаты разделов 66 и 73 в единое уравнение [ур. (97.26)], откуда следует, что уравнение. (66.29) можно использовать для вычисления бета-функции в Стандартной модели. Есть ли здесь что-то скрытое и требующее корректировки и уточнения?

Ответы (2)

Вы неправильно читаете книгу, которая последовательна. Автор неустанно предупреждал вас, когда встраивал QED в SM. Не решая за вас задачу, я могу заверить вас, что ваше выражение для β-функции г 1 совершенно бессмысленно — вы перепутали эволюцию связи гиперзаряда U(1) с эволюцией вектора EM U(1), когда взаимодействия гиперзаряда чрезвычайно хирально однобоки — жалоба Фейнмана Вайнбергу на то, что его модель была настолько «кокошенной».

  • Автор применяет методы, а не выражение β-функции из раздела 66 и особенно 73 для вывода (97.26).

На самом деле, если вы замените угол Вайнберга и, по сути, запишете высоту треугольника смешивания СМ двумя альтернативными способами количественного определения его площади,

е 2 "=" г 1 2 г 2 2 г 1 2 + г 2 2     ,
(97.26,8,9) подразумевает (66.29) без дальнейших церемоний.

Конкретно,

8 π 2 г 2 2 бревно мю "=" г 2 4 б 2   , 8 π 2 г 1 2 бревно мю "=" г 1 4 б 1   .

Затем вы можете комбинировать их просто для оценки вышеизложенного,

8 π 2 е 2 бревно мю "=" 8 π 2 г 1 2 г 2 2 г 1 2 + г 2 2 бревно мю "=" е 4 ( б 1 + б 2 ) "=" е 4 ( 1 3 + 32 9 н 22 3 ) ,
первый член связан с бозоном Хиггса, второй с фермионами, а третий с W , заряженные векторы отсутствуют в вашем (66.29) (и поэтому являются частью многоточия!):
8 π 2 е 2 бревно мю "=" 4 3 е 4 ( 1 4 + н ( 1 + 1 3 + 4 3 ) + . . . ) .
Поймите, что ваш ЭМ (66.29) включает в себя векторные связи с фермионами, частицами Дирака, поэтому электрона достаточно, чтобы также покрыть позитрон: вам не нужно дважды считать его!

Насколько я понимаю, электрон — это дираковская частица, а позитрон — это еще одна дираковская частица. Итак, у нас есть две частицы Дирака, верно? Но почему мы считаем только один раз? мне вот непонятно.
Нет, и электрон, и позитрон упакованы в поле Ψ из (66,29). То же верно и для (97), за исключением того, что левая и правая моды существенно различны, и их следует считать отдельно. Таким образом, например, антикварки не считаются поверх кварков. Ваш текст должен прояснить это.

Интересно, как в стандартной модели учитывается скалярный вклад для расчета β -функция г 2 связь

мю д г 2 д мю "=" β ( г 1 , г 2 , г 3 , . . )

по-видимому, это 1/6 для скаляра и 1/3 для комплексного скаляра, умноженное на количество скалярных полей.