Farbfilm-Theorien sind Modelle der Physik außer dem Standardmodell, die das electroweak Symmetrie-Brechen, den Mechanismus richten, durch den elementare Partikeln Massen erwerben. Frühe Farbfilm-Theorien wurden auf dem Quant chromodynamics (QCD), der "Farben"-Theorie der starken Kernkraft modelliert, die ihren Namen begeistert hat.

Anstatt elementaren Higgs bosons einzuführen, um beobachtete Phänomene zu erklären, verbergen Farbfilm-Modelle electroweak Symmetrie und erzeugen Massen für den W und Z bosons durch die Dynamik von neuen Maß-Wechselwirkungen. Obwohl asymptotisch frei, an sehr hohen Energien müssen diese Wechselwirkungen stark und beschränkend (und folglich unbeobachtbar) an niedrigeren Energien werden, die experimentell untersucht worden sind. Diese dynamische Annäherung ist natürlich und vermeidet das Hierarchie-Problem des Standardmodells.

Um Quark und lepton Massen zu erzeugen, muss Farbfilm durch zusätzliche Maß-Wechselwirkungen "erweitert" werden. Besonders wenn modelliert, auf QCD wird erweiterter Farbfilm durch experimentelle Einschränkungen auf den Geschmack ändernden neutralen Strom und die Präzision electroweak Maße herausgefordert. Es ist nicht bekannt, was die verlängerte Farbfilm-Dynamik ist.

Viel Farbfilm-Forschung konzentriert sich darauf, stark aufeinander wirkende Maß-Theorien außer QCD zu erforschen, um einigen dieser Herausforderungen auszuweichen. Ein besonders aktives Fachwerk "geht" Farbfilm "spazieren", der fast-conformal Verhalten ausstellt, das durch einen festen Infrarotpunkt mit der Kraft gerade darüber verursacht ist, das für das spontane chiral Symmetrie-Brechen notwendig ist. Ob das Wandern vorkommen und zu Abmachung mit der Präzision electroweak führen kann, Maße wird durch non-perturbative Gitter-Simulationen studiert.

erwartet, entdecken Experimente am Großen Hadron Collider den Mechanismus, der für das electroweak Symmetrie-Brechen verantwortlich ist, und werden kritisch sein, um zu bestimmen, ob das Farbfilm-Fachwerk die richtige Beschreibung der Natur zur Verfügung stellt.

Einführung

Der Mechanismus für das Brechen der Electroweak-Maß-Symmetrie im Standardmodell von elementaren Partikel-Wechselwirkungen bleibt unbekannt. Das Brechen muss unwillkürlich sein, bedeutend, dass die zu Grunde liegende Theorie die Symmetrie genau manifestiert (die Felder des Maßes-boson sind massless in den Gleichungen der Bewegung), aber die Lösungen (der Boden-Staat und die aufgeregten Staaten) tun nicht. Insbesondere der physische W und Z messen bosons werden massiv. Dieses Phänomen, in dem der W und Z bosons auch einen Extrapolarisationsstaat erwerben, wird den "Mechanismus von Higgs" genannt. Trotz der genauen Abmachung der electroweak Theorie mit dem Experiment an Energien zugänglich bis jetzt bleiben die notwendigen Zutaten für das Symmetrie-Brechen verborgen, um noch an höheren Energien offenbart zu werden.

Der einfachste Mechanismus des electroweak Symmetrie-Brechens führt ein einzelnes kompliziertes Feld ein und sagt die Existenz von Higgs boson voraus. Gewöhnlich ist Higgs boson im Sinn "unnatürlich", dass Quant mechanische Schwankungen erzeugen Korrekturen zu seiner Masse, die es zu solchen hohen Werten heben, dass es die Rolle nicht spielen kann, für die es eingeführt wurde. Wenn das Standardmodell an Energien weniger nicht zusammenbricht als einige TeV, kann die Masse von Higgs klein nur durch eine feine feine Einstimmung von Rahmen behalten werden.

Farbfilm vermeidet dieses Problem, indem er eine neue Maß-Wechselwirkung Hypothese aufgestellt wird, die mit neuem massless fermions verbunden ist. Diese Wechselwirkung ist an sehr hohen Energien asymptotisch frei und wird stark und beschränkend, als die Energie zur electroweak Skala von ungefähr 250 GeV abnimmt. Diese starken Kräfte brechen spontan den chiral der massless fermion symmetries, von denen einige als ein Teil des Standardmodells schwach gemessen werden. Das ist die dynamische Version des Mechanismus von Higgs. Die Electroweak-Maß-Symmetrie wird so gebrochen, Massen für den W und Z bosons erzeugend.

Die neue starke Wechselwirkung führt zu einem Gastgeber von neuen zerlegbaren, kurzlebigen Partikeln an an Large Hadron Collider (LHC) zugänglichen Energien. Dieses Fachwerk ist natürlich, weil es keinen elementaren Higgs bosons und, folglich, keine feine Einstimmung von Rahmen gibt. Quark und lepton Massen brechen auch das Electroweak-Maß symmetries, so müssen sie auch spontan entstehen. Ein Mechanismus, um diese Eigenschaft zu vereinigen, ist als verlängerter Farbfilm bekannt. Farbfilm und erweiterter Farbfilm stehen mehreren phänomenologischen Herausforderungen gegenüber. Einige von ihnen können innerhalb einer Klasse von als Spazierfarbfilm bekannten Theorien gerichtet werden.

Früher Farbfilm

Farbfilm ist der Name, der der Theorie der electroweak Symmetrie gegeben ist, die durch neue starke Maß-Wechselwirkungen bricht, deren charakteristische Energieskala Λ die schwache Skala selbst, Λ  F  246 GeV ist. Die Richtlinie des Farbfilms ist "Natürlichkeit": Grundlegende physische Phänomene sollten feine Einstimmung der Rahmen in Lagrangian nicht verlangen, der sie beschreibt. Was feine Einstimmung einsetzt, ist einigermaßen eine subjektive Sache, aber eine Theorie mit elementaren Skalarpartikeln wird normalerweise sehr fein abgestimmt (wenn es nicht supersymmetrisch ist). Die quadratische Abschweifung in der Masse des Skalars verlangt Anpassungen eines Teils darin, wo M die Abkürzung der Theorie, der Energieskala ist, an der sich die Theorie auf eine wesentliche Weise ändert. Im Standard electroweak Modell mit der M  10 GeV (die Massenskala der großartigen Vereinigung), und mit der Masse von Higgs boson M = 100-500 GeV wird die Masse auf mindestens einen Teil in 10 abgestimmt.

Im Vergleich ist eine natürliche Theorie des electroweak Symmetrie-Brechens eine asymptotisch freie Maß-Theorie mit fermions als die einzigen Sache-Felder. Wie man häufig annimmt, ist die Farbfilm-Maß-Gruppe G SU (N). Based auf der Analogie mit dem Quant chromodynamics (QCD), es wird angenommen, dass es eine oder mehr Dubletten von massless Dirac "technifermions" gibt, der sich Vektor-unter derselben komplizierten Darstellung von G, T = (U, D), ich = 1,2, …, N/2 verwandelt. So gibt es eine chiral Symmetrie dieser fermions, z.B, SU (N)  SU (N), wenn sie alle sich gemäß derselben komplizierten Darstellung von G verwandeln. Die Analogie mit QCD, die laufende Maß-Kopplung α (μ fortsetzend) löst das spontane chiral Symmetrie-Brechen aus, die technifermions erwerben eine dynamische Masse und mehrere massless Goldstone bosons Ergebnis. Wenn sich die technifermions unter [SU (2)  U (1)] als linkshändige Dubletten und rechtshändige Unterhemden verwandeln, paaren sich drei geradlinige Kombinationen dieser Goldstone bosons zu drei der Electroweak-Maß-Ströme.

1973 haben Jackiw und Johnson und Cornwall und Norton die Möglichkeit studiert, dass eine (nichtvektor)-Maß-Wechselwirkung von fermions sich brechen kann; d. h., ist stark genug, um mit dem Maß-Strom verbundenen Goldstone boson zu bilden. Das Verwenden von Abelian misst Modelle, sie haben gezeigt, dass, wenn solch ein Goldstone boson gebildet wird, es durch den Mechanismus von Higgs "gegessen" wird, der Längsbestandteil des jetzt massiven Maßes boson werdend. Technisch entwickelt die Polarisationsfunktion Π (p), im Maß boson Verbreiter, Δ = (p p/p - g) / [p (1 Ð g Π (p))] erscheinend, einen Pol an p = 0 mit dem Rückstand F, das Quadrat des Zerfalls von Goldstone boson's unveränderlich, und das Maß boson erwirbt MassenM  g F. 1973 hat Weinstein gezeigt, dass zerlegbare Goldstone bosons, deren sich konstituierende fermions auf die "Standard"-Weise unter SU (2)  U (1) verwandeln, die schwachen boson Massen erzeugen

Diese Standardmusterbeziehung wird mit elementarem Higgs bosons in electroweak Dubletten erreicht; es wird experimentell zu besser nachgeprüft als 1 %. Hier, g und g′ sind SU (2) und U (1) Maß-Kopplungen und tanθ = g′/g definieren den schwachen sich vermischenden Winkel.

Die wichtige Idee von einer neuen starken Maß-Wechselwirkung von massless fermions am electroweak erklettert F das Fahren der spontanen Depression seiner globalen chiral Symmetrie, von der ein SU (2)  U (1) Untergruppe schwach gemessen wird, wurde zuerst 1979 von S. Weinberg und L. Susskind vorgeschlagen. Dieser "Farbfilm"-Mechanismus ist in dieser keiner feinen Einstimmung von Rahmen natürlich ist notwendig.

Verlängerter Farbfilm

Elementare Higgs bosons führen eine andere wichtige Aufgabe durch. Im Standardmodell sind Quarke und leptons notwendigerweise massless, weil sie sich unter SU (2)  U (1) als linkshändige Dubletten und rechtshändige Unterhemden verwandeln. Die Higgs Dublette paart sich zu diesen fermions. Wenn es seinen Vakuumerwartungswert entwickelt, übersendet es diesen electroweak, der den Quarken und leptons bricht, ihnen ihre beobachteten Massen gebend. (Im Allgemeinen electroweak-eigenstate sind fermions nicht Masse eigenstates, so veranlasst dieser Prozess auch das Mischen matrices beobachtet im beladenen Strom schwache Wechselwirkungen.)

Im Farbfilm muss etwas anderes das Quark und die lepton Massen erzeugen. Die einzige natürliche Möglichkeit, das ein Vermeiden der Einführung von elementaren Skalaren, soll G vergrößern, um technifermions zu erlauben, sich zu Quarken und leptons zu paaren. Diese Kopplung wird durch das Maß bosons der vergrößerten Gruppe veranlasst. Das Bild ist dann, dass es einen großen "verlängerten Farbfilm" gibt (USW.) messen Gruppe G  G, in dem technifermions, Quarke und leptons in denselben Darstellungen leben. An einem oder höheren Skalen Λ wird G zu G gebrochen, und Quarke und leptons erscheinen als das TC-Unterhemd fermions. Wenn α (μ) wird stark an der Skala Λ  F, die fermionic Kondensatformen. (Das Kondensat ist der Vakuumerwartungswert des technifermion bilinearen. Die Schätzung hier basiert auf der naiven dimensionalen Analyse des Quark-Kondensats in QCD, angenommen, als eine Größenordnung richtig zu sein.) Dann können die Übergänge durch die dynamische Masse des technifermion durch die Emission und Resorption USW. bosons weitergehen, dessen Massen M  g Λ viel größer ist als Λ. Die Quarke und leptons entwickeln Massen gegeben ungefähr durch

Hier, ist das technifermion Kondensat, das an USW. boson Massenskala, wiedernormalisiert ist

wo γ (μ) ist die anomale Dimension des technifermion bilinearen an der Skala μ. Die zweite Schätzung in Eq. (2) hängt ab in der Annahme, dass, wie es in QCD, α (μ geschieht) schwach nicht weit über Λ wird, so dass die anomale Dimension γ dessen dort klein ist. Verlängerter Farbfilm wurde 1979 von Dimopoulos und Susskind, und von Eichten und Lane eingeführt. Für ein Quark der MassenM  1 GeV, und mit Λ  250 GeV schätzt man Λ  15 TeV. Deshalb, annehmend, dass M mindestens das groß sein wird.

Zusätzlich zu USW. hat der Vorschlag für Quark und lepton Massen, Eichten und Lane bemerkt, dass die Größe USW. Darstellungen, die erforderlich sind, das ganze Quark und lepton Massen zu erzeugen, darauf hinweisen, dass es mehr als eine electroweak Dublette von technifermions geben wird. Wenn so, es wird mehr (spontan gebrochen) chiral symmetries und deshalb mehr Goldstone bosons geben, als es durch den Mechanismus von Higgs gegessen wird. Diese müssen Masse auf Grund von der Tatsache erwerben, dass die zusätzlichen chiral symmetries auch, durch die Standardmusterwechselwirkungen und USW. Wechselwirkungen ausführlich gebrochen werden. Diese "pseudo-Goldstone bosons" werden technipions, π genannt. Eine Anwendung des Lehrsatzes von Dashen gibt für USW. Beitrag zu ihrer Masse

Die zweite Annäherung in Eq. (4) nimmt das an. Für F  Λ  250 GeV und Λ  15 TeV ist dieser Beitrag zur M ungefähr 50 GeV. Da USW. Wechselwirkungen erzeugen und die Kopplung von technipions zum Quark und den lepton Paaren, nimmt man an, dass die Kopplungen Higgs ähnlich sind; d. h., grob proportional zu den Massen der Quarke und leptons. Das bedeutet, dass, wie man erwartet, technipions zum schwersten verfallen und Paare erlaubt haben.

Vielleicht die wichtigste Beschränkung USW. ist das Fachwerk für die Quark-Massengeneration, dass USW. Wechselwirkungen wahrscheinlich Geschmack ändernde neutrale aktuelle Prozesse wie μ  e γ, K  μ e, und | S&#124 veranlassen werden; = 2 und | B| = 2 Wechselwirkungen, die veranlassen und das Mischen. Der Grund besteht darin, dass die Algebra USW. an der Generation beteiligte Ströme einbeziehen und USW. Ströme, die, wenn geschrieben, in Bezug auf die fermion Masse eigenstates, keinen Grund haben, Geschmack zu erhalten. Die stärkste Einschränkung kommt daraus zu verlangen, dass USW. das vermittelnde Wechselwirkungsmischen weniger beiträgt als das Standardmodell. Das bezieht einen wirksamen Λ größeren ein als 1000 TeV. Der wirkliche Λ kann etwas reduziert werden, wenn CKM ähnliche sich vermischende Winkelfaktoren da sind. Wenn diese Wechselwirkungen BEDIENUNGSFELD-VERLETZEN sind, wie sie gut sein können, besteht die Einschränkung vom ε-parameter dass der wirksame Λ> 10 TeV darin. Solche riesigen USW. Massenskalen beziehen winziges Quark und lepton Massen und USW. Beiträge zur M von höchstens einigen GeV, im Konflikt mit LEP-Suchen π am Z ein.

Verlängerter Farbfilm ist ein sehr ehrgeiziger Vorschlag, verlangend, dass Quark und lepton Massen und sich vermischende Winkel aus experimentell zugänglichen Wechselwirkungen entstehen. Wenn dort ein erfolgreiches Modell besteht, würde es die Massen und mixings von Quarken und leptons nicht nur voraussagen (und technipions), es würde erklären, warum es drei Familien von jedem gibt: Sie sind diejenigen, die in USW. Darstellungen von q und T passen. Es sollte nicht überraschend sein, dass sich der Aufbau eines erfolgreichen Modells erwiesen hat, sehr schwierig zu sein.

Wandern-Farbfilm

Da Quark und lepton Massen zum bilinearen technifermion Kondensat proportional sind, das durch die USW. quadratisch gemachte Massenskala geteilt ist, können ihre winzigen Werte vermieden werden, wenn das Kondensat über der Weak-α-Schätzung in Eq erhöht wird. (2).

Während der 1980er Jahre wurden mehrere dynamische Mechanismen vorgebracht, um das zu tun. 1981 hat Holdom vorgeschlagen, dass, wenn der α (μ) entwickelt sich zu einem nichttrivialen festen Punkt im ultravioletten, mit einer großen positiven anomalen Dimension γ dafür, realistisches Quark und lepton Massen konnten mit dem Λ entstehen, der groß genug ist, um das USW. VERANLASSTE Mischen zu unterdrücken. Jedoch ist kein Beispiel eines nichttrivialen ultravioletten festen Punkts in einer vierdimensionalen Maß-Theorie gebaut worden. 1985 hat Holdom eine Farbfilm-Theorie analysiert, in der, "langsam sich" α (μ ändernd), vorgesehen wurde. Sein Fokus sollte das Chiral-Brechen und die Beschränkungsskalen trennen, aber er hat auch bemerkt, dass solch eine Theorie erhöhen und so USW. Skala erlauben konnte, erhoben zu werden. 1986 haben Akiba und Yanagida auch gedacht, Quark und lepton Massen durch das einfache Annehmen zu erhöhen, dass α unveränderlich und den ganzen Weg bis zu USW. Skala stark ist. In demselben Jahr haben sich Yamawaki, Bando und Matumoto wieder einen ultravioletten festen Punkt in einer nichtasymptotisch freien Theorie vorgestellt, das technifermion Kondensat zu erhöhen.

1986 haben Appelquist, Karabali und Wijewardhana die Erhöhung von fermion Massen in einer asymptotisch freien Farbfilm-Theorie mit einem langsamen Laufen, oder "dem Wandern", der Maß-Kopplung besprochen. Die Langsamkeit ist aus der Abschirmungswirkung einer Vielzahl von technifermions entstanden, mit der Analyse hat Zwei-Schleifen-Unruhe-Theorie durchgeführt. 1987 haben Appelquist und Wijewardhana dieses Wandern-Drehbuch weiter erforscht. Sie haben die Analyse in drei Schleifen gebracht, hat bemerkt, dass das Wandern zu einer Macht-Gesetzerhöhung von technifermion Kondensat führen kann, und das resultierende Quark, lepton, und die technipion Massen geschätzt hat. Die Kondensaterhöhung entsteht, weil die verbundene technifermion Masse langsam grob geradlinig als eine Funktion seiner Wiedernormalisierungsskala abnimmt. Das entspricht der anomalen Kondensatdimension γ in Eq. (3) sich nähernde Einheit (sieh unten).

In den 1990er Jahren ist die Idee klarer erschienen, dass das Wandern durch asymptotisch freie Maß-Theorien natürlich beschrieben wird, die in infrarot durch einen ungefähren festen Punkt beherrscht sind. Verschieden vom spekulativen Vorschlag von ultravioletten festen Punkten, wie man bekannt, bestehen befestigte Punkte in infrarot in asymptotisch freien Theorien, an zwei Schleifen in der Beta-Funktion entstehend, die bestimmt, dass der fermion Punkt der Klagebegründung N groß genug ist. Das ist seit der ersten Zwei-Schleifen-Berechnung 1974 von Caswell bekannt gewesen. Wenn N dem Wert nah ist, an dem asymptotische Freiheit verloren wird, ist der resultierende feste Infrarotpunkt der parametrischen Ordnung schwach, und in der Unruhe-Theorie zuverlässig zugänglich. Diese Grenze der schwachen Kopplung wurde von Banks und Zaks 1982 erforscht.

Die Kopplung des festen Punkts α wird stärker, weil N davon reduziert wird. Unter einem kritischen Wert N die Kopplung wird stark genug (> α), um spontan die chiral Symmetrie der massless technifermion zu brechen. Da die Analyse normalerweise Zwei-Schleifen-Unruhe-Theorie, die Definition der laufenden Kopplung α (μ übertreffen muss), hat es Punkt-Wert α befestigt, und die Kraft α notwendig für das chiral Symmetrie-Brechen hängt vom besonderen angenommenen Wiedernormalisierungsschema ab. Dafür

Die Idee dass α (μ) geht für eine große Reihe von Schwüngen spazieren, wenn α gerade über α liegt, wurde von Lane und Ramana angedeutet. Sie haben ein ausführliches Modell gemacht, hat das Wandern besprochen, das gefolgt hat, und es in ihrer Diskussion der Spazierfarbfilm-Phänomenologie an hadron colliders verwendet hat. Diese Idee wurde in einem Detail von Appelquist, Terning und Wijewardhana entwickelt. Das Kombinieren einer perturbative Berechnung des festen Infrarotpunkts mit einer Annäherung von α hat auf der Gleichung von Schwinger-Dyson gestützt, sie haben den kritischen Wert N geschätzt und haben das Endergebnis electroweak Physik erforscht. Seit den 1990er Jahren sind die meisten Diskussionen des Spazierfarbfilms im Fachwerk von Theorien, die angenommen sind, in infrarot durch einen ungefähren festen Punkt beherrscht zu werden. Verschiedene Modelle, sind einige mit dem technifermions in der grundsätzlichen Darstellung der Maß-Gruppe und einigen verwendenden höheren Darstellungen erforscht worden.

Die Möglichkeit, dass das Farbfilm-Kondensat darüber hinaus besprochen in der Wandern-Literatur erhöht werden kann, ist auch kürzlich von Luty und Okui unter dem Namen "conformal als Farbfilm" betrachtet worden. Sie stellen sich einen festen stabilen Infrarotpunkt, aber mit einer sehr großen anomalen Dimension für den Maschinenbediener vor. Es bleibt abzuwarten, ob das zum Beispiel in der Klasse von Theorien begriffen werden kann, die zurzeit untersuchen werden, Gitter-Techniken verwendend.

Spitzenquark-Masse

Die Wandern-Erhöhung, die oben beschrieben ist, kann ungenügend sein, um die gemessene Spitzenquark-Masse, sogar für USW. Skala so niedrig zu erzeugen, wie einige TeV. Jedoch konnte dieses Problem gerichtet werden, wenn die wirksame vier-technifermion Kopplung, die sich USW. ergibt, Boson-Austausch misst, ist stark und gerade über einem kritischen Wert abgestimmt. Die Analyse dieser STARKEN USW. Möglichkeit ist die eines Modells von Nambu-Jona-Lasinio mit einem zusätzlichen (Farbfilm) Maß-Wechselwirkung. Die technifermion Massen sind im Vergleich zu USW. Skala (die Abkürzung auf der wirksamen Theorie) klein, aber fast zu dieser Skala unveränderlich, zu einer großen Spitzenquark-Masse führend. Nicht völlig realistisch USW. ist die Theorie für alle Quark-Massen noch entwickelt worden, diese Ideen vereinigend. Eine zusammenhängende Studie wurde von Miransky und Yamawaki ausgeführt. Ein Problem mit dieser Annäherung besteht darin, dass sie etwas Grad der Parameter-feinen Einstimmung im Konflikt mit der Richtlinie des Farbfilms der Natürlichkeit einschließt.

Schließlich sollte es bemerkt werden, dass es einen großen Körper der nah zusammenhängenden Arbeit gibt, in der USW. M nicht erzeugt. Das ist das Spitzenquark-Kondensat, topcolor, und Spitzenfarbe hat Farbfilm-Modellen geholfen, in denen neue starke Wechselwirkungen dem Spitzenquark und anderem der dritten Generation fermions zugeschrieben werden. Als mit dem STARKEN USW. Drehbuch, das oben beschrieben ist, schließen alle diese Vorschläge einen beträchtlichen Grad der feinen Einstimmung von Maß-Kopplungen ein.

Minimale Wandern-Modelle

2004 haben Francesco Sannino und Kimmo Tuominen Farbfilm-Modelle mit technifermions in hoch-dimensionalen Darstellungen der Farbfilm-Maß-Gruppe vorgeschlagen. Sie haben behauptet, dass diese mehr "minimalen" Modelle weniger Geschmäcke nach technifermions verlangt haben, um Wandern-Verhalten auszustellen, es leichter machend, Präzision electroweak Tests zu passieren.

Zum Beispiel können SU (2) und SU (3) Maß-Theorien das Wandern mit nur zwei Geschmäcken von Dirac nach fermions im adjoint oder der symmetrischen Zwei-Indizes-Darstellung ausstellen. Im Gegensatz sind mindestens acht Geschmäcke nach fermions in der grundsätzlichen Darstellung von SU (3) (und vielleicht SU (2) ebenso) erforderlich, die Nähe - conformal Regime zu erreichen.

Diese Ergebnisse setzen fort, durch verschiedene Methoden einschließlich Gitter-Simulationen untersucht zu werden, die unten besprochen sind, die die Nähe - conformal Dynamik dieser minimalen Wandern-Modelle bestätigt haben. Erste umfassende wirksame Lagrangian für minimale Wandern-Modelle, leichten zerlegbaren Higgs zeigend, spinnen man, setzt Baumniveau unitarity fest, und die Konsistenz mit phänomenologischen Einschränkungen wurde 2007 von Foadi, Frandsen, Ryttov und Sannino gebaut.

Farbfilm auf dem Gitter

Gitter-Maß-Theorie ist eine non-perturbative auf stark aufeinander wirkende Farbfilm-Theorien anwendbare Methode, Erforschung der ersten Grundsätze des Wanderns und der conformal Dynamik erlaubend. 2007 haben Catterall und Sannino Gitter-Maß-Theorie verwendet, SU (2) Maß-Theorien mit zwei Geschmäcken nach Dirac fermions in der symmetrischen Darstellung zu studieren, Beweise von conformality findend, der durch nachfolgende Studien bestätigt worden ist.

Bezüglich 2010, der Situation für SU (3) ist die Maß-Theorie mit fermions in der grundsätzlichen Darstellung nicht als klar. 2007 haben Appelquist, Fleming und Neil Beweise gemeldet, dass sich ein nichttrivialer fester Infrarotpunkt in solchen Theorien entwickelt, wenn es zwölf Geschmäcke, aber nicht gibt, wenn es acht gibt. Während einige nachfolgende Studien diese Ergebnisse bestätigt haben, haben andere verschiedene Beschlüsse gemeldet, je nachdem die Gitter-Methoden verwendet haben, und es noch nicht Einigkeit gibt.

Weitere Gitter-Studien, diese Probleme erforschend, sowie die Folgen dieser Theorien für die Präzision electroweak als Maße betrachtend, sind durch mehrere Forschungsgruppen laufend.

Farbfilm-Phänomenologie

Jedes Fachwerk für die Physik außer dem Standardmodell muss sich nach Präzisionsmaßen der electroweak Rahmen richten. Seine Folgen für die Physik an vorhandenem und zukünftigem energiereichem hadron colliders, und für die dunkle Sache des Weltalls müssen auch erforscht werden.

Präzision electroweak Tests

1990 wurden die phänomenologischen Rahmen S, T, und U von Peskin und Takeuchi eingeführt, um Beiträge zu electroweak Strahlungskorrekturen von der Physik außer dem Standardmodell zu messen. Sie haben eine einfache Beziehung zu den Rahmen des electroweak chiral Lagrangian. Die Peskin-Takeuchi Analyse hat auf dem allgemeinen Formalismus für schwache Strahlungskorrekturen basiert, die von Kennedy, Lynn, Peskin und Stuart entwickelt sind, und abwechselnde Formulierungen bestehen auch.

Der S, T, und die U-Rahmen beschreiben Korrekturen boson Verbreitern des Maßes des electroweak von der Physik Außer dem Standardmodell. Sie können in Bezug auf Polarisationsfunktionen von electroweak Strömen und ihrer geisterhaften Darstellung wie folgt geschrieben werden:

(5) \qquad S &= 16\pi \frac {d} {d q^2} \left [\Pi_ {33} ^ {\\mathbf {neu}} (q^2) - \Pi_ {3Q} ^ {\\mathbf {neu}} (Q^2) \right] _ {q^2=0 }\\\

&= 4\pi \int\frac {dm^2} {ist m^4 }\\[\sigma^3_V (m^2) - \sigma^3_A (M^2) \right] ^ {\\mathbf {neu}} abgereist; \\

(6) \qquad T &= \frac {16\pi} {M^2_Z \sin^2 2\theta_W }\\; \left [\Pi_ {11} ^ {\\mathbf {neu}} (0) - \Pi_ {33} ^ {\\mathbf {neu}} (0) \right] \\

&= \frac {4\pi} {M^2_Z \sin^2 2\theta_W }\\int_0^\\infty\frac {dm^2} {{richten} m^2 }\\link [\sigma_V^1 (m^2) + \sigma_A^1 (m^2) - \sigma_V^3 (m^2) - \sigma_A^3 (M^2) \right] ^ {\\mathbf {neu}}, \end </Mathematik> {aus}

wo nur neu Physik "außer dem Standardmodell" eingeschlossen wird. Die Mengen werden hinsichtlich eines minimalen Standardmodells mit einer gewählten Bezugsmasse von Higgs boson, gebracht berechnet, um sich vom experimentellen zu erstrecken, das tiefer 117 GeV zu 1000 GeV gebunden ist, wo seine Breite sehr groß wird. Für diese Rahmen, um die dominierenden Korrekturen zum Standardmodell zu beschreiben, muss die Massenskala der neuen Physik viel größer sein als M und M, und die Kopplung von Quarken und leptons zu den neuen Partikeln muss hinsichtlich ihrer Kopplung zum Maß bosons unterdrückt werden. Das ist mit dem Farbfilm der Fall, so lange die leichtesten technivector Mesonen, ρ und a, schwerer sind als 200-300 GeV. Der S-Parameter ist zur ganzen neuen Physik an der Skala von TeV empfindlich, während T ein Maß von schwachen-isospin brechenden Effekten ist. Der U-Parameter ist allgemein nicht nützlich; die meisten Theorien der neuen Physik, einschließlich Farbfilm-Theorien, geben unwesentliche Beiträge dazu.

Der S und die T-Rahmen werden durch den globalen bestimmt, der zu experimentellen Angaben einschließlich Z-Pol-Daten von LEP an CERN, Spitzenquark und W-Massenmaßen an Fermilab und gemessenen Niveaus der Atomparitätsübertretung passend ist. Die resultierenden Grenzen auf diesen Rahmen werden in der Rezension von Partikel-Eigenschaften gegeben. U = 0 annehmend, sind der S und die T Rahmen klein und, tatsächlich mit der Null, im Einklang stehend:

S &=-0.04 \pm 0.09 \, (-0.07), \\

T &= 0.02 \pm 0.09 \, (+0.09),

\end {richten} </Mathematik> {aus}

wo der Hauptwert einer Masse von Higgs von 117 GeV und der Korrektur zum Hauptwert entspricht, wenn die Masse von Higgs zu 300 GeV vergrößert wird, wird in Parenthesen gegeben. Diese Werte legen dichte Beschränkungen von Theorien "außer dem Standardmodell" — wenn die relevanten Korrekturen zuverlässig geschätzt werden können.

Der S in QCD ähnlichen Farbfilm-Theorien geschätzte Parameter ist bedeutsam größer als der experimentell erlaubte Wert. Die Berechnung wurde getan annehmend, dass das geisterhafte Integral für S durch den leichtesten ρ und Klangfülle, oder durch das Schuppen wirksamer Rahmen von Lagrangian von QCD beherrscht wird. Im Spazierfarbfilm, jedoch, muss die Physik an der Skala von TeV und darüber hinaus von dieser von QCD ähnlichen Theorien ziemlich verschieden sein. Insbesondere der Vektor und axiale Vektor geisterhafte Funktionen können durch gerade die am niedrigsten liegende Klangfülle nicht beherrscht werden. Es ist unbekannt, ob höhere Energiebeiträge dazu ein Turm von identifizierbarem ρ und Staaten oder ein glattes Kontinuum sind. Es ist vermutet worden, dass ρ und Partner mehr fast in Spaziertheorien degeneriert sein konnten (kommen Sie Paritätsverdoppelung näher), ihren Beitrag zu S reduzierend. Gitter-Berechnungen sind laufend oder haben geplant, diese Ideen zu prüfen und zuverlässige Schätzungen von S in Spaziertheorien zu erhalten.

Die Beschränkung des T-Parameters wirft ein Problem für die Generation der Spitzenquark-Masse in USW. Fachwerk auf. Die Erhöhung vom Wandern kann das verbundene erlauben USW. klettern, um so groß zu sein, wie einige TeV, aber — seit USW. müssen Wechselwirkungen das stark schwache-isospin Brechen sein, um zu berücksichtigen, dass sich die große Spitzenboden-Masse aufspaltet — der Beitrag zum T Parameter, sowie die Quote für den Zerfall, konnte zu groß sein.

Phänomenologie von Hadron collider

Frühe Studien haben allgemein die Existenz von gerade einer electroweak Dublette von technifermions oder eine Techni-Familie einschließlich einer Dublette jeder des Farbendrillings techniquarks und Farbenunterhemds technileptons angenommen. Im minimalen Ein-Dublette-Modell haben drei Goldstone bosons (technipions, π) Zerfall unveränderlicher F = F = 246 GeV und werden durch den Electroweak-Maß-bosons gegessen. Das zugänglichste Collider-Signal ist die Produktion durch die Vernichtung in einem hadron collider der Drehung ein, und ihr nachfolgender Zerfall in ein Paar längs gerichtet polarisierten schwachen bosons, und. An einer erwarteten Masse von 1.5-2.0 TeV und Breite von 300-400 GeV würde solcher ρ's schwierig sein, am LHC zu entdecken. Ein Ein-Familie-Modell hat eine Vielzahl von physischem technipions, mit F = F/= 123 GeV. Es gibt eine Sammlung des entsprechend Niedrig-Massenfarbenunterhemds und Oktettes technivectors, in technipion Paare verfallend. Wie man erwartet, verfallen die π's zum schwerstmöglichen Quark und den lepton Paaren. Trotz ihrer niedrigeren Massen sind die ρ's breiter als im minimalen Modell, und die Hintergründe zum π-Zerfall werden wahrscheinlich an einem hadron collider unüberwindlich sein.

Dieses Bild hat sich mit dem Advent des Spazierfarbfilms geändert. Eine Wandern-Maß-Kopplung kommt vor, wenn α gerade unter dem IR befestigter Punkt-Wert α liegt, der entweder eine Vielzahl von electroweak Dubletten in der grundsätzlichen Darstellung der Maß-Gruppe, z.B, oder einige Dubletten in hoch-dimensionalen TC Darstellungen verlangt. Im letzten Fall beziehen die Einschränkungen auf USW. Darstellungen allgemein anderen technifermions in der grundsätzlichen Darstellung ebenso ein. In jedem Fall gibt es technipions π mit dem unveränderlichen Zerfall. Das bezieht ein, so dass die leichtesten technivectors zugänglichen am LHC — ρ, ω, (mit mir J = 1 1, 0 1, 1 1) — Massen ganz unter TeV haben. Die Klasse von Theorien mit vielen technifermions und wird so Farbfilm der niedrigen Skala genannt.

Eine zweite Folge, Farbfilm spazieren zu gehen, betrifft den Zerfall der Drehung ein technihadrons. Seitdem technipion Massen (sieh Eq. (4)), das Wandern erhöht sie viel mehr, als es andere technihadron Massen tut. So ist es dass die leichteste M &lt sehr wahrscheinlich; 2M, und dass die zwei und Three-π-Zerfall-Kanäle des Lichtes technivectors geschlossen werden. Das deutet weiter an, dass diese technivectors sehr schmal sind. Ihre wahrscheinlichsten Zwei-Körper-Kanäle, sind W W, γ π und γ W. Die Kopplung des leichtesten technivectors zu W ist zu F/F proportional. So werden alle ihre Zerfall-Raten durch Mächte oder die Feinstruktur unveränderliche, gebende Gesamtbreiten von einigen GeV (für ρ) zu einigem Zehntel von GeV (für ω und) unterdrückt.

Eine spekulativere Folge, Farbfilm spazieren zu gehen, wird durch die Rücksicht seines Beitrags zum S-Parameter motiviert. Wie bemerkt, oben sind die üblichen Annahmen, die gemacht sind S schätzen, in einer Wandern-Theorie ungültig. Insbesondere die geisterhaften Integrale, die verwendet sind, um S zu bewerten, können durch gerade das niedrigste Lügen ρ und a nicht beherrscht werden und, wenn S, die Massen und schwach-aktuellen Kopplungen des ρ und eines Könnens klein sein soll, mehr fast gleich sein, als sie in QCD sind.

Farbfilm-Phänomenologie der niedrigen Skala, einschließlich der Möglichkeit eines mehr paritätsverdoppelten Spektrums, ist in eine Reihe von Regeln und Zerfall-Umfänge entwickelt worden. Eine Ansage im April 2011 eines Übermaßes in Strahlpaaren, die in Verbindung mit einem W boson erzeugt sind, gemessen an Tevatron ist von Eichten, Lane und Martin als ein mögliches Signal des technipion des Farbfilms der niedrigen Skala interpretiert worden.

Das allgemeine Schema des Farbfilms der niedrigen Skala hat wenig Sinn, wenn die Grenze darauf vorig ungefähr 700 GeV gestoßen wird. Der LHC sollte im Stande sein, es zu entdecken oder es auszuschließen. Suchen, die dort mit Zerfall zu technipions und darauf zu schweren Quark-Strahlen verbunden sind, werden durch Hintergründe von der Produktion behindert; seine Rate ist 100mal größer als das an Tevatron. Folglich verlässt sich die Entdeckung des Farbfilms der niedrigen Skala am LHC auf Voll-Leptonic-Endstaat-Kanäle mit günstigen Verhältnissen des Signals zum Hintergrund: und.

Dunkle Sache

Farbfilm-Theorien enthalten natürlich dunkle Sache-Kandidaten. Fast sicher können Modelle gebaut werden, in dem das niedrigste Lügen technibaryon, ein Farbfilm-Unterhemd gebunden Staat von technifermions, stabil genug ist, um die Evolution des Weltalls zu überleben. Wenn die Farbfilm-Theorie niedrige Skala ist , sollte die Masse des baryon nicht mehr als 1-2 TeV sein. Wenn nicht, es konnte viel schwerer sein. Der technibaryon muss elektrisch neutral sein und Einschränkungen auf seinen Überfluss befriedigen. Vorgeschrieben durchqueren die Grenzen auf dem mit der Drehung unabhängigen dunklen Sache-Nukleon Abteilungen von Suchexperimenten der dunklen Sache (für die Massen von Interesse), es kann neutral (schwacher isospin I = 0) ebenso sein müssen electroweak. Diese Rücksichten weisen darauf hin, dass der "alte" Farbfilm dunkle Sache-Kandidaten schwierig sein kann, am LHC zu erzeugen.

Eine verschiedene Klasse des Farbfilms dunkle Sache-Kandidaten Licht genug, um am LHC zugänglich zu sein, wurde von Francesco Sannino und seinen Mitarbeitern eingeführt. Diese Staaten sind Pseudogoldstone bosons, der eine globale Anklage besitzt, die sie stabil gegen den Zerfall macht.

Siehe auch

• Modell von Higgsless
• Topcolor
• Spitzenquark-Kondensat