Почему у нас есть шкала ТэВ?

При построении модели мы не хотим вводить в нашу теорию новые масштабы. Обычно мы пытаемся получить новые частицы в масштабе Хиггса (ТэВ) (для решения проблемы иерархии), в масштабе Великого объединения или в масштабе Планка.

Однако, если ВРВ Хиггса уже дает нам новый масштаб, то почему бы не появиться новым частицам на каком-то промежуточном масштабе, например, на 10 5 ТэВ? Другими словами, что неестественного в добавлении новых гамм помимо 3, к которым мы привыкли?

Ответы (2)

На самом деле шкала Хиггса — это не шкала ТэВ. Шкала Хиггса – это шкала нарушения электрослабой симметрии, т.е. О ( 100 г е В ) .

Терамасштаб вступает в игру вместе с бозоном Хиггса, поскольку суперсимметрия — наиболее популярное расширение Стандартной модели — на самом деле хотела бы, чтобы масса бозона Хиггса была небольшой, намного меньше ее измеренного значения ( < М Z если быть точнее). Чтобы иметь массу Хиггса при 125 ГэВ, нам нужны параметры нарушения суперсимметрии, по крайней мере , порядка ТэВ (без учета весьма специфических сценариев). Суперсимметрия в более высоком масштабе все еще возможна, но не столь привлекательна с более фундаментальной точки зрения.

Есть и другие эффекты, такие как изменение константы сильной связи, которые также могут указывать на новую физику, если мы обнаружим отклонение при более высоких энергиях. Или получить дополнительную информацию о жизнеспособности таких идей, как Великое объединение.

Самое главное, что с помощью БАК мы действительно можем проводить измерения в масштабе ТэВ, т. е. модели и идеи, имеющие место там, имеют реальный шанс быть проверенными или фальсифицированными в обозримом будущем. Я думаю, что это основная причина, почему терамасштабная физика так важна сейчас.

Изменить - для получения дополнительной информации: в принципе, нет ничего плохого в том, чтобы иметь много весов. Тем не менее было бы трудно оправдать существование мира с эффектами на множестве различных фундаментальных масштабов. Шкала в Е ∼ 0 приходит бесплатно, так как это единственная энергия, принципиально отличная от всех остальных. Эта шкала включает электромагнитные и сильные силовые эффекты, т.е. всю атомную и большую часть ядерной динамики (поскольку они возникают при взаимодействии с безмассовыми носителями силы). Затем у нас есть еще одна шкала бесплатно, просто потому, что мы видим, что в мире ЕСТЬ масса. Но, глядя на физику элементарных частиц и гравитацию, у нас уже есть две: электрослабая шкала Е ∼ 100 ГэВ и шкала Планка Е ∼ 10 19 ГэВ. Квантовые поправки хотят уравнять масштабы, если нет симметрии, защищающей рассматриваемую величину. Это одна из причин, по которой суперсимметрия так популярна: она добавляет симметрию для защиты массы Хиггса (в противном случае она должна быть порядка масштаба Планка). Часто мы, теоретики, добавляем шкалу ТВО. Е ∼ 10 15 ГэВ на картинке в качестве промежуточного масштаба, поскольку три силы Стандартной модели (приблизительно) одинаково сильны. Тогда у нас уже есть четыре шкалы (из которых нам нужно объяснить две). Теперь добавьте терамасштаб для нарушения суперсимметрии, и у нас будет пять (три для объяснения). Это неудовлетворительно, но, увы, пока это лучшее, что мы можем сделать.

Я бы сказал, что была только одна шкала, электрослабая, которую нам нужно объяснить. Почему вы говорите 2? Кроме того, с SUSY вы говорите, что теперь есть дополнительная шкала. В основном это мю-проблема, но она не так плоха, как другие иерархии, например, мю стабильна при корректировках и может быть решена, например, с помощью NMSSM или механизма Giudice Maseiri.
Действительно, шкала ТВО оказывается бесплатной, если принять объединяющую калибровочную группу с содержанием материи СМ. Однако, помимо решения проблемы небольшой иерархии, нет особых причин, по которым эффекты NP должны возникать в терамасштабе.
@Neuneck: Итак, если я правильно понимаю, вы заявляете, что мы не добавляем дополнительные шкалы, потому что в них нет необходимости - по сути, аргумент бритвы Окаама. Каждая другая шкала, которая у нас есть, имеет определенное значение. Я понимаю, что вы говорите, но не кажется ли это сомнительным. Почему мы верим, что эти весы настолько священны?
Потому что мы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО наблюдаем явления, связанные с этими шкалами. Шкала Планка связана с гравитацией, шкала ТВО — с константами связи , слабая шкала — со скоростью Хиггса или Z-массой . большое дело. (Обратите внимание, что существует также RG-инвариантная шкала КХД Λ , которое МОЖЕТ быть объяснено динамически и которое я поэтому не считаю фундаментальным, а эмерджентным). Если кто-то верит в теорию всего, он также должен верить в универсальную энергетическую шкалу, фиксирующую все шкалы посредством соотношений.

Если вы хотите, чтобы новая физика решила проблему иерархии, лучше всего, если она будет близка к слабому масштабу, иначе у вас останется небольшая остаточная иерархия.

Вы описываете «большую пустыню» между шкалами слабости и ВО. Я думаю, что это было мотивировано идеей, что SUSY существует в слабом масштабе, решая проблему иерархии и обеспечивая унификацию калибровочной связи. Любая физика между этими масштабами была бы ненужной, могла бы испортить объединение или вызвать FCNC и распад протона.

Я не думаю, что гипотеза большой пустыни особенно убедительна, особенно в свете результатов БАК, но она правдоподобна.

Из моего опыта построения моделей люди любой ценой избегают введения новых масштабов. Если SUSY не найден в масштабе ТэВ, то должны ли мы изменить наш подход к построению модели?
Ответ неясен, но, вероятно, станет более ясным в течение следующих года или двух. На мой взгляд, проблемы естественности нуждаются в физическом объяснении. Многие скажут: «Эй, естественность — это не физический закон, это просто неудачная эвристика, состряпанная приверженцами SUSY. Давайте забудем об этом. СМ просто прекрасен».
Почему у нас есть шкала ТэВ?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v