상부 쿼크 응축수

Top quark condensate

입자물리학에서 상단 쿼크 응축수 이론(또는 상단 응축)은 표준 모델 기본 힉스 분야의 대안으로서, 힉스 보손은 상단 쿼크와 그 고물로 구성된 복합장이다. 상단 쿼크-안티크 쌍은 BCS 초전도체에서 쿠퍼 쌍을 결합하는 것과 유사한 탑컬러라 불리는 새로운 힘에 의해 결합된다. 상단 쿼크는 측정된 질량이 약 174 GeV(전기와크 눈금과 비교)로 매우 무거워 유카와 커플링은 순서가 일치하여 높은 에너지 눈금에서 강한 커플링 역학의 가능성을 시사한다. 이 모델은 전기약 눈금이 상단 쿼크 질량과 어떻게 일치할 수 있는지 설명하려고 시도한다.

역사

이 사상은 난부[citation needed] 요이치로에 의해 서술되었고, 이후 미란스키, 타나바시, 야마와키(1989년)[1][2]와 바딘, 힐, 린드너(1990년)[3]가 이 이론을 신원화 집단과 연결시켜 예측을 향상시켰다.

리노멀라이제이션 그룹은 상단 쿼크 응결이 펜들턴과 로스(1981)가 제안한 상단 쿼크 힉스-유카와 커플링의 '적외 고정점'에 기초하고 있음을 밝힌다.[4] 그리고 '적외' 고정점인 [5]힐은 당초 1980년대 초의 지배적인 견해와 달리 상단 쿼크가 무거울 것이라고 예측했다. 실제로, 상단 쿼크는 1995년에 174 GeV의 큰 질량에서 발견되었다. 적외선 고정점은 힉스-유카와 커플링의 란도 폴에 해당하는 매우 높은 에너지에서 힉스 보손에 강하게 결합된다는 것을 암시한다. 이 높은 스케일의 경계 상태 힉스(Higgs)가 형성되고, '적외선'에서는 결합이 리노말화 그룹에 의한 질서의 통일이라는 측정된 값으로 이완된다. 표준모델 재호르몬 집단의 고정점 예측은 약 220 GeV이며, 관측된 상단 질량은 이 예측보다 약 20% 낮다. 가장 단순한 상단 응축 모델은 이제 125 GeV의 질량 눈금에서 힉스 보손의 LHC 발견에 의해 배제된다. 그러나 더 많은 입자를 도입하는 확장된 이론은 관찰된 상단 쿼크 및 힉스 보손 질량과 일치할 수 있다.

미래

복합 힉스 보손은 양자 색역학과 유사한 새로운 힘을 사용한 표준 모델의 확장인 Topcolor 모델에서 자연적으로 발생한다. 자연적으로, 과도한 미세 조정(즉, 큰 복사 교정으로부터 힉스 질량을 안정화시키기 위해) 없이, 이론은 비교적 낮은 에너지 스케일의 새로운 물리학을 필요로 한다. 예를 들어, 10 TeV에 새로운 물리학을 배치한 이 모델은 상단 쿼크가 관측된 것보다 상당히 무거울 것으로 예측한다(약 600 GeV 대 171 GeV). 탑 시소 모델도 탑 컬러를 기반으로 하여 이러한 어려움을 피한다.

예측된 상단 쿼크 질량은 표준 모델 이상의 추가 힉스 스칼라가 많을 경우 고정 지점과 개선된 합의에 도달한다. 이는 LHC와 그 업그레이드를 통해 탐사할 수 있는 에너지 척도로 새로운 복합 힉스 필드의 풍부한 분광법을 나타낼 수 있다.[6][7]

힉스 보손의 일반적인 아이디어는 상층 쿼크에 근본적인 방식으로 연결되어 있지만, 아직 자세한 내용은 이해되지 않을 수 있지만 여전히 설득력이 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ Miransky, V.A.; Tanabashi, Masaharu; Yamawaki, Koichi (1989). "Dynamical electroweak symmetry breaking with large anomalous dimension and t quark condensate". Physics Letters B. Elsevier BV. 221 (2): 177–183. Bibcode:1989PhLB..221..177M. doi:10.1016/0370-2693(89)91494-9. ISSN 0370-2693.
  2. ^ Miransky, V.A.; Tanabashi, Masaharu; Yamawaki, Koichi (10 June 1989). "Is the t Quark Responsible for the Mass of W and Z Bosons?". Modern Physics Letters A. World Scientific. 04 (11): 1043–1053. Bibcode:1989MPLA....4.1043M. doi:10.1142/s0217732389001210. ISSN 0217-7323.
  3. ^ Bardeen, William A.; Hill, Christopher T. & Lindner, Manfred (1990). "Minimal dynamical symmetry breaking of the standard model". Physical Review D. 41 (5): 1647–1660. Bibcode:1990PhRvD..41.1647B. doi:10.1103/PhysRevD.41.1647. PMID 10012522.
  4. ^ Pendleton, B.; Ross, G.G. (1981). "Mass and mixing angle predictions from infra-red fixed points". Physics Letters B. Elsevier BV. 98 (4): 291–294. doi:10.1016/0370-2693(81)90017-4. ISSN 0370-2693.
  5. ^ Hill, C.T. (1981). "Quark and Lepton masses from Renormalization group fixed points". Physical Review D. 24 (3): 691. Bibcode:1981PhRvD..24..691H. doi:10.1103/PhysRevD.24.691.
  6. ^ Hill, Christopher T.; Machado, Pedro; Thomsen, Anders; Turner, Jessica (2019). "Where are the next Higgs bosons?". Physical Review. D100 (1): 015051. arXiv:1904.04257. Bibcode:2019PhRvD.100a5051H. doi:10.1103/PhysRevD.100.015051. S2CID 104291827.
  7. ^ Hill, Christopher T.; Machado, Pedro; Thomsen, Anders; Turner, Jessica (2019). "Scalar Democracy". Physical Review D. 100 (1): 015015. arXiv:1902.07214. Bibcode:2019PhRvD.100a5015H. doi:10.1103/PhysRevD.100.015015. S2CID 119193325.