Обнаружение электрослабого объединения в данных кварк-глюонной плазмы

Электрослабое объединение обсуждается в модели Большого взрыва и ее вариантах, и существует переход при энергиях 100 ГэВ, когда симметрия EW не нарушена и преобладает фаза кварк-глюонной плазмы.

В моем ответе на вопрос

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

можно найти соответствующие сюжеты для этого вопроса и ссылки на прогресс феноменологии до сих пор.

Не удалось найти каких-либо ссылок на нарушение электрослабой симметрии в моделях, предложенных для соответствия данным плазмы экспериментов на LHC, хотя утверждается, что кварк-глюонная плазма изучает ранние стадии Вселенной.

В этом предложении для предлагаемого будущего коллайдера FCC я обнаружил, что даже для его высоких энергий средняя плотность энергии меньше, чем 100 ГэВ, наблюдаемые в истории Большого взрыва, она будет порядка 40 ГэВ, в то время как плазма LHC имеет плотность энергии порядка 20 ГэВ. .

Фазовая диаграмма, которая включает кварк-глюонную плазму, объясняет это: кварк-глюонная плазма необходима, но недостаточна для восстановления электрослабой симметрии.

НО лабораторные эксперименты - это ядро ​​на ядре, индивидуальные измерения. Поскольку это квантовое явление, должен быть хвост фазового пространства при высоких энергиях, который будет иметь более высокие плотности энергии, даже до 100 ГэВ, учитывая доступное на БАК ТэВ. Эти специфические взаимодействия должны были преодолеть 100 ГэВ, и симметрия должна была восстановиться.

Среди прочего это означает, что все произведенные кварки будут иметь нулевую массу. Как следствие, вероятность получения пар частиц-античастиц вкуса должна быть равной. Например, верх-анти-верх будет иметь такую ​​же вероятность быть созданным, как и нижний-анти-низ или очарование-анти-очарование в окончательной струе, выходящей из плазмы.

Были обнаружены различия в различных скоростях образования, но я нигде не нашел намека на то, что восстановление электрослабой симметрии может способствовать этому в используемых феноменологических моделях.

Мой вопрос: я ошибаюсь? потому что я не вникал в модели внимательно?

Учитывается ли вклад восстановления электрослабой симметрии в хвостах распределений в феноменологии кварк-глюонной плазмы для энергий LHC, и статистически не ожидается его обнаружения?

Редактировать в мае 2020:

Вот эта статья по феноменологии, в которой были выполнены расчеты:

Мы вычисляем эволюцию партонных функций распределения в ведущем порядке для всех фермионов и бозонов Стандартной модели вплоть до масштабов энергий, намного превышающих электрослабую шкалу, где восстанавливается электрослабая симметрия. Наши результаты включают 52 ФПВ неполяризованного протона, эволюционирующих в соответствии с SU(3), SU(2), U(1), смешанными SU(2) x U(1) и взаимодействиями Юкавы. Мы иллюстрируем численные эффекты распределения партонов при больших энергиях и показываем, что это может привести к важным поправкам к светимости партонов на будущем коллайдере на 100 ТэВ.

Ответы (1)

КГП — макроскопическая система, и основным источником флуктуаций являются обычные тепловые флуктуации. Это означает, что мы можем использовать стандартную формулу учебника

Δ Е "=" к Б Т 2 С В
для колебаний энергии. Здесь, С В - удельная теплоемкость при постоянном объеме. Возьмем невзаимодействующее уравнение состояния
ϵ "=" Н г π 2 30 Т 4
где ϵ "=" Е / В - плотность энергии, а Н г это число степеней свободы. Затем
Δ Е Е "=" 2 π 30 Н г 1 Т 3 В
Для иллюстрации возьмем Т "=" 300 МэВ, В "=" 1 ф м 3 (чуть больше размера протона), и Н г "=" 37 . Я получаю среднюю энергию около 12 ГэВ, а флуктуации Δ Е / Е 30 % . Это значительные колебания, но ϵ ( 200 г е В ) 4 , необходимое для фазового перехода ЭВ, соответствует 10 11 г е В / ф м 3 . Это колебание более чем 10 10 сигма!

На данный момент вся оценка, конечно, немного сомнительна. Это хвост распределения, где действительно квантовые флуктуации предположительно более важны, чем тепловые. Что еще более важно, я предполагал каноническое распределение, но я искал флуктуацию, при которой полная энергия в 1 ф м 3 объем больше, чем энергия, доступная при ядерном столкновении (около 2000 ТэВ).

Это говорит о том, что я, вероятно, должен думать об этом по-другому. То, о чем я прошу, это не колебания энергии, а колебания объема. У меня есть общая доступная энергия около 2000 ТэВ, и я спрашиваю, может ли система флуктуировать до такого объема, чтобы локальная плотность энергии в этом объеме была выше критической плотности энергии для фазового перехода EW (около ( 200 г е В ) 4 ). Объем составляет около ( 0,02 ф м ) 3 , поэтому я прошу, чтобы сталкивающиеся ядра (радиусом около 5 фм) колебались в размере примерно до 0,02 фм. Эта вероятность не равна нулю (я мог бы попытаться оценить ее по аналогии с оценкой эксклюзивных реакций жесткого рассеяния в КХД), но явно очень и очень мала.

где вы взяли четвертую силу? его нет в формуле. также ферми 10^-15 метров
Критическая температура фазового перехода EW равна О ( 100 г е В ) , поэтому критическая плотность энергии равна О ( ( 100 г е В ) 4 ) .
"
ϵ "=" Н г π 2 30 Т $
$ в показателе температуры должно быть "4"? вы не даете ссылки для проверки.
Должно быть 4, просто Стефан-Больцман для невзаимодействующих бозонов/фермионов