Какие энергии и типы ускорителей потребуются для исследования электрослабого объединения, и если они будут доступны, каковы будут вероятные наблюдаемые?

Первоначально вопрос относился к электросильному, но я на самом деле хотел спросить об электрослабом. Отредактировано, чтобы исправить, но именно поэтому в ответе есть ссылка на ES, а не на EW - это моя ошибка.

В целом, как задается вопрос.

БАК с энергией 7~8 ТэВ было достаточно для проверки скалярного поля Хайса. Экстраполируя, можно было бы потребовать оборудования, возможно, на порядок больше, чем для некоторых частиц или явлений, чтобы с уверенностью исследовать, обнаруживать и легко проверять явления. Но, возможно, нет — гораздо более низкие энергии в других ускорителях смогли вторгнуться в бозон Хиггса и, возможно, доказали это с течением времени, хотя они медленнее накапливали статистически убедительные данные.

Аналогичная ситуация существует для электросильного слабого объединения, как это было с максимумами в 1990-х ~ 2000-х годах - мы твердо верим, что это происходит при некоторой энергии, модели настоятельно предполагают, как это происходит и какие наблюдаемые могут существовать (в отличие от ТВО, которое гораздо менее ясно). ), и представление об энергетических диапазонах, которые он может включать.

(Естественные эксперименты могут также включать частицы сверхвысоких энергий, хотя неясно, будут ли они производить полезные наблюдаемые явления или действительно будут достигать этих энергий достаточно часто, чтобы быть полезными).

Но насколько доступны/реалистичны энергии, необходимые для изучения электросильного слабого объединения? С чем, скорее всего, придется столкнуться, если мы захотим экспериментально наблюдать или проверить это явление, даже если энергии будут ниже идеальных?

Кроме того, поскольку само поведение квантовых полей изменяется в результате этого явления, это может быть полезным (очень характерные наблюдаемые явления) или бесполезным (впервые в человеческом опыте фундаментальные принципы, удерживающие атомы и субатомные частицы вместе и контролирующие их поведение, не существуют в тех же формах). Каковы последствия этого для таких экспериментов и что мы можем надеяться наблюдать?

(Я предполагаю, что может быть широкий спектр наблюдаемых, как в случае с бозоном Хиггса:

  • Некоторые из них можно будет наблюдать при более низкой энергии, но, по крайней мере, предполагается, что это произошло.
  • Некоторые из них будут «золотыми» наблюдаемыми, которые ясно показывают, что изменение произошло.
  • Другим потребуются множественные устойчивые (или редкие) наблюдения или более высокие энергии, чтобы получить статистически надежные результаты.

Меня интересуют все 3 из них в ответе, но первые 2 важны, поскольку они, по крайней мере, позволят провести минимальную проверку и сбор данных.)

Ответы (1)

Расчеты были сделаны для модели Большого взрыва :

бб

Можно видеть, что электрослабое объединение происходит при средних энергиях частиц во Вселенной порядка 100 ГэВ в момент времени 10 − 10 с е с о н г с , тогда как объединение электрослабого с сильным происходит при 10 14 ГэВ, при ~ 10 − 32 с е с о н г с .

Такие энергии невозможно получить в ускорителе. Исследования космических лучей, возможно, но нет контроля входных энергий, потребуется много изобретательности, чтобы проверить любые конкретные модели.

Изменить за редактированием вопроса, в котором требуется феноменология электрослабого взлома в лаборатории.

Как я уже сказал, это было изучено для космологических целей, когда средние энергии взаимодействия превышают порог, в электрослабом - более 100 ГэВ.

Есть эксперименты по изучению кварк-глюонной плазмы на БАК, но ни в одном из них не обсуждается феноменология кварковых масс, восстановленных до нуля, насколько я понимаю, а в некоторых моделях используются массы кварков, например здесь .

Это можно объяснить фазовой диаграммой :

введите описание изображения здесь

Где видно, что не обязательно образование кварк-глюонной плазмы происходит при энергиях выше электрослабого нарушения симметрии 100 ГэВ.

Из того, что я собрал, просматривая этот желтый отчет для будущих прогнозов для спроектированного коллайдера FCC, плотность энергии будет вдвое больше, чем у столкновений ионов LHC, 35 к 40 г е В / ф м 3 , в момент 1 ф м / с (их рисунок 2 справа), что намного ниже шкалы Большого взрыва выше, поэтому будущие коллайдеры дадут доступ к плазме, но еще не в масштабе электрослабого разрушения. Это объясняет, почему поиски не приводят никаких ссылок на феноменологию электрослабого разрушения в плазме.

Так что это должна быть будущая изобретательность в столкновении (намного выше моей «даты» :)), которая может привести к экспериментальной проверке.

Черт, я только что понял. Неправильное взаимодействие! Я хотел спросить об электрослабом, а не об электросильном, я знаю, что у нас нет возможности достичь энергий GUT. Вопрос отредактирован, и спасибо, но ошибка была моей. Мне может понадобиться второй ответ на вопрос, который я на самом деле * хотел * задать, если ваше терпение простирается так далеко !! По сути, любопытно, насколько близко/далеко мы можем быть от возможности непосредственного наблюдения за объединением EM + W и связанными с ним явлениями «в лаборатории», если предположить, что мы еще этого не сделали.
@Stilez только что видел это. На самом деле я пытался выяснить, могут ли в исследованиях на LHC ионно-ионных столкновений быть достигнуты энергии соответствующего нарушения симметрии (вероятностно), учитывают ли это феноменологические модели, но не нашел ответа людьми, работающими в Альфа-эксперимент, например.
Какие энергии и типы ускорителей потребуются для исследования электрослабого объединения, и если они будут доступны, каковы будут вероятные наблюдаемые?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v