Почему в SUSY нарушение электрослабой симметрии происходит только в секторе Стандартной модели?

Это сложный вопрос, чтобы сформулировать его лаконично, поэтому я надеюсь, что заголовок имеет смысл. Что я хочу понять, так это то, что кажется отсутствием симметрии (кроме нарушения SUSY) между сектором SM и их суперпартнерами.

В SUSY мы добавляем второй дублет бозона Хиггса, так что получаем 8 степеней свободы. Три из них съедаются калибровочными бозонами СМ, ​​оставляя 5 бозонов Хиггса. Мои вопросы: почему 3 степени свободы съедаются только частицами SM, а не 3 SM и 3 SUSY-частицами: почему асимметрия? Была бы ситуация другой без взлома SUSY?

Если это поможет визуализировать проблему, то асимметрия станет наиболее поразительной, если вы представите, что мы жили в мире, где масштабы массы были обратными: СМ сбивается на каком-то высоком масштабе, нарушающем SUSY, и наш мир состоит из суперпартеров. Не будет ли у нас калибровочной теории и нарушения электрослабой симметрии, или сектор Гауджино потребует нарушения электрослабой симметрии?

Ответы (3)

Гауджино — это фермионы со спином 1/2, и они не несут силы, как бозоны W и Z. Это не коэффициенты связи, они не накладываются на макроскопические поля.

Между бозонами и фермионами никогда не бывает полной симметрии, даже в суперсимметричной теории. Фермионы — это фермионы, а бозоны — это бозоны, у них совершенно разные физические свойства. Преобразование суперсимметрии не похоже на пространственное вращение --- оно не такое физическое. Если вы вращаете носок, все частицы в носке вращаются. Если вы перевернете носок, он станет суперпозицией вращения носка по одной частице за раз. Большая часть носка остается прежней, но одна составляющая повернута к своему суперпартнеру, и существует квантовая суперпозиция, по которой составляющие переворачиваются. В результате все еще остается в основном оригинальный носок.

Это аналогично понятию бесконечно малого генератора, поскольку бесконечно малое преобразование действует на продукты по одному фактору за раз. Преобразования SUSY можно рассматривать как бесконечно малые, потому что их параметр стремится к нулю.

Суперсимметрия говорит вам, что для каждой частицы амплитуда рассеяния бозона просто связана с амплитудой рассеяния фермиона. Это отношение частица за частицей. Так что суперсимметрия просто не является симметрией объектов, по крайней мере, не в полезном классическом смысле. Таким образом, в вашем примере с перевернутой иерархией механизм Хиггса по-прежнему будет придавать W и Z массу.

Гауджино — это фермионы, но в SUSY-секторе действительно есть силовые бозоны (стоп, sbottom и т. д.), верно? Будет ли в альтернативной истории с перевернутой иерархией вообще отсутствовать калибровочная теория (пока мы не открыли SUSY)? В отсутствие СМ (находящейся на шкале нарушения SUSY) не было бы необходимости выдвигать гипотезы о каком-либо нарушении симметрии Хиггса или электрослабой симметрии?
@ user1247: Stop и sbottom - это скаляры, поэтому они не являются калибровочными полями, они не составляют калибровочную теорию, а являются скалярной / спинорной теорией Юкавы. У них могут быть VEV, но это вопрос стабильности.
Итак, я предполагаю, что не было бы никакой калибровочной теории или гипотезы Хиггса, если бы мы жили в мире перевернутой иерархии (по крайней мере, до тех пор, пока SUSY не была открыта и не воспринята всерьез). К счастью для нас, так как без калибровочной теории СМ была бы намного менее привлекательной!
Другой вопрос: в вашем примере, если бы вы суперповернули носок, был бы носок физически идентичен носку SM (при условии, что суперсимметрия не нарушена)? Если нет, то как это истинная симметрия (опять же, подчеркнув, что я предполагаю, что суперсимметрия не нарушена, поэтому суперпартнеры имеют ту же массу, что и их партнеры в СМ)?
@user1247: user1247: Это не было бы физически идентично --- у него была бы противоположная статистика, например. Суперсимметрия — это другой вид симметрии, и хотите ли вы назвать ее истинной симметрией — это вопрос номенклатуры. Если вы повернете суперповернутый носок, это будет просто переведенная версия исходного носка, за исключением того, что параметр перевода является коммутирующим произведением антикоммутирующих переменных, поэтому он все еще равен нулю, поэтому он все еще бесконечно мал. Супералгебры являются расширениями симметрии в бесконечно малом смысле Ли, в меньшей степени в смысле макроскопического преобразования.

Быстрый ответ на этот вопрос: из-за экспериментальных данных.

Любая теория за пределами СМ должна воспроизводить результаты СМ (по крайней мере, в том порядке, в котором они были подтверждены экспериментом). В частности, это должно объяснять нарушение электрослабой симметрии (EWSB), потому что это то, что мы наблюдаем в природе. Метод, который вы описываете, заключается в том, как достигается EWSB при наличии двух дублетов Хиггса. SUSY имеет два дублета Хиггса и поэтому попадает в этот класс теорий.

Альтернативный способ думать об этом состоит в том, что EWSB происходит в масштабе ∼ М Вт . Выше этого масштаба электрослабые силы объединяются. SUSY, однако, должен быть разбит в гораздо более высоком масштабе (назовем это М С ), и мы знаем, что это так, потому что до сих пор мы не наблюдали никаких суперпартнеров в экспериментах. С М С > М Вт электрослабые силы объединены в суперсимметричной теории. Нам нужно только нарушить электрослабую симметрию намного позже, после нарушения SUSY, и поэтому EWSB происходит только в секторе модели СМ.

Суть того, что я имел в виду своим вопросом (который частично удовлетворил ответ Рона), заключается в том, что если суперсимметрия является хорошей симметрией, то я ожидаю, что смогу супервращать все частицы СМ и в итоге получить точную та же физическая теория. Даже если не принимать во внимание высокую шкалу разрушения SUSY, это, по-видимому, не так. Физика была бы другой. Но это приводит меня к заключению, что суперсимметрия не является «симметрией» в том же смысле, что, скажем, переносы или повороты. Я все еще немного озадачен этим.
Понятно... Действительно существует различие между симметриями пространства-времени, такими как переносы и вращения, и внутренними симметриями, такими как калибровочные симметрии (и SUSY). Для перевода мы думаем, что система такая же, потому что все внутренние «заряды» частиц не изменились. Это, конечно, не так (по определению) для внутренних симметрий. Однако я не согласен с тем, что «физика была бы другой», хотя я понимаю, что вы могли бы сказать это. Я предпочитаю точку зрения, что физика та же (потому что лагранжиан тот же), но система другая.
То, что я сказал выше о пространственно-временных симметриях, точно так же применимо и к внутренним симметриям (таким как калибровочные симметрии), которые я на самом деле считаю симметриями. Например, если вы глобально вращаете каждую частицу сложной фазой, физика не изменится. Похоже, это не тот случай, когда вы глобально превращаете каждый фермион в бозон и наоборот. Физика другая, но связи не изменились (согласно ответу Рона выше), поэтому, если предположить, что он прав, мне не очень нравится помещать SUSY в ту же категорию «симметрии», что и большинство других, о которых мы любим говорить.

Если вы хотите, с точки зрения нарушения симметрии, единственное, что происходит, это то, что 3 голдстоуновских бозона, исходящих от сломанных генераторов, съедаются, только три, и по механизму Хиггса "съедаются" калибровочными бозонами, в теория. Все это в самых общих чертах, только принимая во внимание как КТП, не заботясь о содержании частиц. Кроме того, эффект нарушения симметрии и тот факт, что бозоны массивны, повлияют на суперпартнеров через радиационные поправки, которые они «чувствуют» от калибровочных бозонов. Таким образом, в сузи-секторе повсюду нарушается симметрия.

Почему в SUSY нарушение электрослабой симметрии происходит только в секторе Стандартной модели?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v