Действительно ли масса нейтрино является физикой «за пределами Стандартной модели»?

Я прошел аспирантуру по специальности «Унификация» во время получения степени магистра физики. В конспектах лекций есть такие вещи, как «предсказывается, что нейтрино будут безмассовыми» и «масса нейтрино сигнализирует о физике, выходящей за рамки стандартной модели».

Однако разве правые нейтрино не включены в Стандартную модель, потому что никто никогда не наблюдал их наверняка? Не существует термина массы нейтрино, аналогичного кваркам или электронам, потому что в СМ есть только левовращающие, но если правовращающие не были включены намеренно, то как это вообще может быть предсказанием? Разве это не прямое следствие того, что не включены праворукие...?

Если есть правые стерильные нейтрино (которые не чувствуют слабого взаимодействия), не можем ли мы просто добавить аналогичный правосторонний синглетный нейтринный член, как для электрона? Затем мы просто «расширяем» стандартную модель — это не новая физика за ее пределами.

Я понимаю, что если это майорановские частицы, и если есть майорановский массовый член, то, например, поле Хиггса должно быть триплетом, или если мы добавим массовый член Майорана и Дирака, появится механизм качелей, который предсказывает некоторые новые частицы, но даже тогда это не похоже на «новую физику» и похоже на расширение СМ, а не на что-то «выше».

Основываясь на попытках найти здесь вопросы, похожие на мои, мне действительно кажется, что нейтрино не должны быть безмассовыми, я думаю, я просто ищу подтверждение. Итак, мой настоящий вопрос: есть ли какие-либо расширения СМ для добавления сигнала массы нейтрино в новую физику ? Что вообще можно считать новой физикой ? Я думаю, что это будет что-то вроде пятой силы. Не уверен, каково общее соглашение о «новой физике».

Это похоже на этот вопрос. Почему к лептогенезу относятся серьезно? . Мне будет интересно посмотреть, какие ответы вы получите.

Ответы (3)

Итак, мой реальный вопрос заключается в том, является ли какое-либо расширение СМ, добавляющее массу нейтрино, сигналом новой физики? Что вообще можно считать новой физикой? Я думаю, что это будет что-то вроде пятой силы. Не уверен, каково общее соглашение о «новой физике».

Ваш вопрос основан на мнении, и на него нет однозначного ответа. Многие вопросы на этом сайте касаются его, и вы должны ответить на него. SM — это расплывчатый термин, специально разработанный для систематического злоупотребления им. Он был введен, чтобы обойти педантичные вопросы о том, является ли что-то частью «модели Вайнберга-Салама» или нет. Сегодня он представляет киральную калибровочную группу EW и связи Хиггса-Юкавы, придающие массу фермионам, согласующимся с этой киральной группой, в частности, как верхние, так и нижние кварки и, следовательно, заряженные лептоны, и, если необходимо ,, нейтрино, через тот же самый механизм. Таким образом, даже если в то время не было известно, что нейтрино массивны, и поэтому не было веских причин записывать связь Юкавы, любой благонамеренный ученик никогда не сомневался в ее законности. Сегодняшние школьные настенные диаграммы включают массы нейтрино.

Итак, бесконечные дискуссии о том, «часть стандартной модели» или нет, являются по сути теологическими и субъективной оценкой того, что означает «общее согласие». Правильный вопрос, который нужно задать, - "размещены в SM". Если/когда новые элементы, такие как майорановские массы и т. д., экспериментально наблюдаются и принимаются, они в конечном итоге войдут в «новую/улучшенную» СМ, это «стандарт» в названии; и конкретизировать его окончательное развитие. Опять же, этот термин был изобретен Паисом и Трейманом в 1975 году именно для того, чтобы люди воздерживались от споров о подобных вещах.

Спасибо за ваш комментарий. Основываясь на том, что вы говорите, мне кажется, что люди продолжают использовать термины «новая физика» или «за пределами Стандартной модели», чтобы это звучало сенсационно. У меня всегда было ощущение от научно-популярных статей, что это какая-то необъяснимая черная магия, пока я не узнал, как это работает математически. Теперь это просто похоже на улучшение чего-то уже существующего (в данном случае расширение СМ) — чем физики и занимались с момента своего существования.
В точку: сенсационность "мы тоже!" добрая, и, действительно, научно-популярная журналистика намеренно и радостно раздувала пламя заблуждений. В конечном счете, у физиков, общающихся со сверстниками, нет проблем с ясностью; это уловки предложений в написании предложений, отчетах отдела и редакторах журнала «Симметрия», которые мутят воду.
Просто как комментарий, правые нейтрино не наблюдаются. Вполне может быть, что причина, по которой мы их не видим, в том, что они не существуют.
@nwolijin Очевидно. В этом суть. Их можно разместить в СМ, и вам могут понадобиться сверхъестественные способности, чтобы исключить их.
@Cosmas Zachos извините за то, что, возможно, неправильно вас понял. Вы хотите сказать, что правые нейтрино — это каким-то образом решенный вопрос?
@nwolijin Вопрос не в реальности правых киральных нейтрино. Это вписываются ли они в СМ!

Невключение правых нейтрино в Стандартную модель является предсказанием — оно предсказывает, что правых нейтрино не существует, или более минимальным утверждением будет то, что они не взаимодействуют со всем остальным, что мы включаем в СМ (включая левые нейтрино).

Наличие стерильных правильных нейтрино, которые не взаимодействуют со слабыми, выходит за рамки СМ, ​​говоря, что они только расширяют СМ, значит, все равно. Сейчас они не являются его частью.

Разве это не просто отсутствие наблюдения, а не предсказания? Обычно предсказано, что вещи существуют, а не не существуют. Я мог бы предсказать, что чего-то не будет, и никуда не включать.
Таким образом, вы можете перефразировать «недостаток наблюдения» в утверждении, что в доступных нам экспериментальных установках правильные нейтрино не нужны. Конечно, вы можете предсказать, что что-то не существует, но если, например, вы попытаетесь предсказать, что электронов не существует, у вас возникнут серьезные проблемы с объяснением результатов экспериментов, полученных человеком, так что это не очень хорошее предсказание.
В любом случае это не похоже на то, что не включать их обязательно является суждением. Никакие доказательства не могут быть причиной того, что они еще не включены. И отрицательный прогноз может иметь смысл. Если бы вы придумали новую теорию, запрещающую правые нейтрино, предсказание их несуществования было бы следствием, которое могло бы опровергнуть теорию, даже если трудно сказать, что ее можно проверить.

Причина, по которой массивные нейтрино считаются выходящими за рамки стандартной модели (BSM), заключается в том, что даже если вы хотите добавить массу нейтрино самым прямым способом — добавить правый поток нейтрино и соединить его с бозоном Хиггса, тогда просто сделайте эту связь сколь угодно малой, чтобы она соответствовала массе нейтрино, — это все равно оставит вам проблему. Нет никаких причин, по которым вы все еще не можете записать массовый член Майораны и сказать, что он вносит вклад в массу нейтрино. Таким образом, либо у нейтрино все еще есть массовый вклад Майораны (что является новой физикой), либо нет. Если у него нет термина Махарона, должна быть причина. Эта причина была бы чем-то вроде новой симметрии, запрещающей термы Майораны. Эта новая симметрия тоже будет BSM. Так что прямо сейчас нет способа добавить массу нейтрино, не прибегая к новой физике.

Действительно ли масса нейтрино является физикой «за пределами Стандартной модели»?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v