標準ヒッグス模型の代替案

標準ヒッグス模型の代替モデルは、ヒッグス粒子の既存の問題のいくつかを解決するために多くの素粒子物理学者によって考えられているモデルです。現在最も研究されている 2 つのモデルは、量子自明性とヒッグス階層問題です。

素粒子物理学では、素粒子と力が私たちの周りの世界を生み出します。物理学者は、これらの粒子の挙動と相互作用を標準モデルを使用して説明します。標準モデルは、私たちの周りの世界のほとんどを説明できると考えられている広く受け入れられた枠組みです。^{[1]当初、これらのモデルが開発されテストされていたとき、すでにテストされた領域では満足のいくものであったこれらのモデルの背後にある数学は、素粒子が}質量を持つことを禁じると思われ、これらの初期モデルが不完全であることが明確に示されました。1964年に3つの物理学者グループが、対称性の破れと呼ばれるアプローチを使用して、これらの粒子に質量を与える方法を説明した論文をほぼ同時に発表しました。このアプローチにより、粒子は、すでに合理的に正しいと信じられていた素粒子物理学理論の他の部分を破ることなく、質量を獲得することができました。このアイデアはヒッグス機構として知られるようになり、その後の実験^{[ ? ]により、そのようなメカニズムが存在することが確認されましたが、それが}どのように起こるかを正確に示すことはできませんでした。

この効果が自然界でどのように起こるかを説明する最も単純な理論、そして標準モデルに組み込まれた理論は、特定の種類の「場」（ヒッグス場と呼ばれる）が 1 つ以上空間に浸透し、それが特定の方法で素粒子と相互作用できる場合、自然界にヒッグス機構が生じるというものでした。基本的な標準モデルでは、場が 1 つあり、関連するヒッグス粒子が 1 つあります。標準モデルの拡張によっては、場が複数あり、ヒッグス粒子が複数あります。

ヒッグス場とヒッグス粒子が対称性の破れの起源を説明する方法として提案されて以来、ヒッグス場の存在を必要とせずに対称性の破れのメカニズムが発生する方法を示すいくつかの代替案が提案されてきました。ヒッグス場やヒッグス粒子を含まないモデルは、ヒッグスレスモデルとして知られています。これらのモデルでは、追加の（ヒッグス）場ではなく、強く相互作用するダイナミクスが、電弱対称性を破るゼロ以外の真空期待値を生み出します。

対称性の破れの原因としてヒッグス場に代わる提案の一部は以下のとおりです。

• テクニカラーモデルは、もともと量子色力学に基づいてモデル化された新しいゲージ相互作用を通じて電弱対称性を破ります。^{[2] [3]}
• 余剰次元ヒッグスレスモデルは、ゲージ場の第5成分を使用してヒッグス場の役割を果たす。余剰次元場に特定の境界条件を課すことで電弱対称性の破れを生じさせることが可能であり、ユニタリー性の破れのスケールを余剰次元のエネルギースケールまで増加させることができる。^{[4] [5]} AdS/QCD対応を通じて、このモデルはテクニカラーモデルや、ヒッグス場が非粒子性である「非ヒッグス」モデルと関連付けることができる。^[6]
• 複合WベクトルボソンとZベクトルボソンのモデル。^{[7] [8]}
• トップクォーク凝縮。
• 「ユニタリー ワイル ゲージ」。曲がった時空における標準モデルの作用に適切な重力項を加えることで、理論は局所的な共形 (ワイル) 不変性を生み出します。共形ゲージは、重力結合定数に基づいて基準質量スケールを選択することで固定されます。このアプローチは、従来の自発的対称性の破れなしに、ヒッグス機構に似たベクトル ボソンと物質場の質量を生成します。^[9]
• いくつかの非線形シグマモデルに基づく漸近的に安全な弱い相互作用^{[10] [11] 。 [12]}
• プレオンと、プレオンに触発されたモデル。例えば、サンダンス・ビルソン・トンプソンによる標準モデル粒子のリボンモデルは、編組理論に基づいており、ループ量子重力理論や同様の理論と互換性があります。^[13]このモデルは質量を説明するだけでなく^{[説明が必要]}、電荷を位相量（個々のリボンに運ばれるねじれ）として、色電荷をねじれのモードとして解釈することにつながります。
• 電弱スケール以上の量子場の非平衡ダイナミクスによって引き起こされる対称性の破れ。^{[14] [15]}
• 非粒子物理学と非ヒッグス^{[16] [17]}これらは、ヒッグスセクターとヒッグス粒子がスケーリング不変であると仮定するモデルであり、非粒子物理学としても知られています。
• 超流動真空の理論では、超伝導体のギャップ生成メカニズムと同様に、物理的な真空との相互作用の結果として素粒子の質量が発生する可能性があります。^{[18] [19]}
• 古典化によるUV完了。古典的構成の作成によってWW散乱のユニタリ化が起こる。^[20]

• 複合ヒッグスモデル

• arxiv.org のヒッグスレスモデル