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理論物理学において、質量生成メカニズムは、物理学の最も基本的な法則から質量の起源を説明する理論である。物理学者は、質量の起源についてさまざまな見解を主張する多くのモデルを提案してきた。質量の主な役割は物体間の重力相互作用を媒介することであり、重力相互作用の理論はいずれも現在広く普及している素粒子物理学の標準モデルと調和しないため、問題は複雑である。
質量生成モデルには、無重力モデルと重力を伴うモデルの 2 種類があります。
背景
電弱理論と標準モデル
ヒッグス機構は、4次方程式のような対称性を破る スカラー場ポテンシャルに基づいています。標準モデルでは、この機構をグラショー・ワインバーグ・サラム模型の一部として使用し、電磁相互作用と弱い相互作用を統一しています。このモデルは、スカラーヒッグス粒子の存在を予測したいくつかのモデルの1つでした。
無重力モデル
これらの理論では、標準モデル自体と同様に、重力相互作用は関与していないか、重要な役割を果たしていません。
テクニカラー
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ゲージ相互作用を通じて電弱対称性を破ります。[1] [2] [さらなる説明が必要]
コールマン・ワインベルグ機構
コールマン・ワインベルグ機構は自発的な対称性の破れを通じて質量を生成する。[3]
その他の理論
- 非粒子物理学と非ヒッグス[4] [5]モデルは、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している。
- 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。[6]
- 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。[7] [8]
- 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 [9] [10] 。 [11]
- 複合WベクトルボソンとZベクトルボソンのモデル。[12]
- トップクォーク凝縮。
重力モデル
- 余剰次元ヒッグスレスモデルは、ヒッグス場の代わりにゲージ場の第5成分を使用する。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発生させることができ、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。[13] [14] 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を持つ非ヒッグスモデルと関連付けることができる。[15]
- ユニタリーワイルゲージ。標準模型の作用に適切な重力項を重力結合とともに加えると、理論は局所SU(2)のユニタリーゲージにおいて局所的にスケール不変(すなわちワイル不変)になる。ワイル変換はヒッグス場に対して乗法的に作用するため、ヒッグススカラーが定数であることを要求することでワイルゲージを固定することができる。[16]
- 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。[17]このモデルは、質量の起源を説明するだけでなく、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します。
- 超流動真空の理論では、素粒子の質量は、超流動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から生じる。[18]この理論の低エネルギー極限は、標準モデルとは異なるヒッグスセクターの有効ポテンシャルを示唆しているが、それでも質量生成をもたらす。[19] [20]特定の条件下では、このポテンシャルにより、ヒッグス粒子に似た役割と特性を持つ素粒子が発生する。
参考文献
- ^ Steven Weinberg (1976)、「動的対称性の破れの影響」、Physical Review D、13 (4): 974–996、Bibcode :1976PhRvD..13..974W、doi :10.1103/PhysRevD.13.974。
S. Weinberg (1979)、「動的対称性の破れの影響:補遺」、Physical Review D、19 (4): 1277–1280、Bibcode :1979PhRvD..19.1277W、doi :10.1103/PhysRevD.19.1277。 - ^ Leonard Susskind (1979)、「Weinberg-Salam理論における自発的対称性の破れのダイナミクス」、Physical Review D、20 (10): 2619–2625、Bibcode :1979PhRvD..20.2619S、doi :10.1103/PhysRevD.20.2619、OSTI 1446928。
- ^ Weinberg, Erick J. (2015-07-15). 「コールマン・ワインバーグ機構」. Scholarpedia . 10 (7): 7484. Bibcode :2015SchpJ..10.7484W. doi : 10.4249/scholarpedia.7484 . ISSN 1941-6016.
- ^ Stancato, David; Terning, John (2009). 「The Unhiggs」. Journal of High Energy Physics . 0911 (11): 101. arXiv : 0807.3961 . Bibcode :2009JHEP...11..101S. doi :10.1088/1126-6708/2009/11/101. S2CID 17512330.
- ^ Falkowski, Adam; Perez-Victoria, Manuel (2009). 「電弱精密観測量と非ヒッグス」. Journal of High Energy Physics . 0912 (12): 061. arXiv : 0901.3777 . Bibcode :2009JHEP...12..061F. doi :10.1088/1126-6708/2009/12/061. S2CID 17570408.
- ^ Dvali, Gia; Giudice, Gian F.; Gomez, Cesar; Kehagias, Alex (2011). 「古典化によるUV完了」. Journal of High Energy Physics . 2011 (8): 108. arXiv : 1010.1415 . Bibcode :2011JHEP...08..108D. doi :10.1007/JHEP08(2011)108. S2CID 53315861.
- ^ Goldfain, E. (2008). 「粒子物理学における分岐とパターン形成:入門研究」EPL . 82 (1): 11001. Bibcode :2008EL.....8211001G. doi :10.1209/0295-5075/82/11001. S2CID 62823832.
- ^ Goldfain, E. (2010). 「高エネルギー物理学における非対称性の原因としての非平衡ダイナミクス」(PDF)。電子理論物理学ジャーナル。7 (24):219–234。2022年1月20日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2012年7月10日閲覧。
- ^ Calmet, X. (2011)、「漸近的に安全な弱い相互作用」、Modern Physics Letters A、26 (21): 1571–1576、arXiv : 1012.5529、Bibcode :2011MPLA...26.1571C、CiteSeerX 10.1.1.757.7245、doi :10.1142/S0217732311035900、S2CID 118712775
- ^ Calmet, X. (2011)、「電弱相互作用に関する別の見方」、International Journal of Modern Physics A、26 (17): 2855–2864、arXiv : 1008.3780、Bibcode :2011IJMPA..26.2855C、CiteSeerX 10.1.1.740.5141、doi :10.1142/S0217751X11053699、S2CID 118422223
- ^ Codello, A.; Percacci, R. (2009)、「d>2 における非線形シグマモデルの固定点」、Physics Letters B、672 (3): 280–283、arXiv : 0810.0715、Bibcode :2009PhLB..672..280C、doi :10.1016/j.physletb.2009.01.032、S2CID 119223124
- ^ Abbott, LF; Farhi, E. (1981)、「弱い相互作用は強いか?」、Physics Letters B、101 (1–2): 69、Bibcode :1981PhLB..101...69A、CiteSeerX 10.1.1.362.4721、doi :10.1016/0370-2693(81)90492-5
- ^ Csaki, C.; Grojean, C.; Pilo, L.; Terning, J. (2004)、「ヒッグスのない電弱対称性の破れの現実的なモデルに向けて」、Physical Review Letters、92 (10): 101802、arXiv : hep-ph/0308038、Bibcode :2004PhRvL..92j1802C、doi :10.1103/PhysRevLett.92.101802、PMID 15089195、S2CID 6521798
- ^ Csaki, C.; Grojean, C.; Murayama, H.; Pilo, L.; Terning, John (2004)、「区間上のゲージ理論:ヒッグスなしのユニタリティー」、Physical Review D、69 (5): 055006、arXiv : hep-ph/0305237、Bibcode :2004PhRvD..69e5006C、doi :10.1103/PhysRevD.69.055006、S2CID 119094852
- ^ Calmet, X.; Deshpande, NG; He, XG; Hsu, SDH (2009)、「目に見えないヒッグス粒子、連続質量場、非ヒッグス機構」、Physical Review D、79 (5): 055021、arXiv : 0810.2155、Bibcode :2009PhRvD..79e5021C、doi :10.1103/PhysRevD.79.055021、S2CID 14450925
- ^ Pawlowski, M.; Raczka, R. (1994)、「動的ヒッグス場のない基本的相互作用の統一共形モデル」、Foundations of Physics、24 (9): 1305–1327、arXiv : hep-th/9407137、Bibcode :1994FoPh...24.1305P、doi :10.1007/BF02148570、S2CID 17358627
- ^ Bilson-Thompson, Sundance O.; Markopoulou, Fotini; Smolin, Lee (2007)、「量子重力と標準モデル」、Classical and Quantum Gravity、24 (16): 3975–3993、arXiv : hep-th/0603022、Bibcode :2007CQGra..24.3975B、doi :10.1088/0264-9381/24/16/002、S2CID 37406474。
- ^ V. Avdeenkov, Alexander; G. Zloshchastiev, Konstantin (2011). 「対数非線形性を持つ量子ボーズ液体: 自己持続性と空間範囲の出現」Journal of Physics B . 44 (19): 195303. arXiv : 1108.0847 . Bibcode :2011JPhB...44s5303A. doi :10.1088/0953-4075/44/19/195303. S2CID 119248001.
- ^ G. Zloshchastiev, Konstantin (2011). 「対数非線形量子理論に組み込まれた現象としての自発的対称性の破れと質量生成」Acta Physica Polonica B . 42 (2): 261–292. arXiv : 0912.4139 . Bibcode :2011AcPPB..42..261Z. doi :10.5506/APhysPolB.42.261. S2CID 118152708.
- ^ Dzhunushaliev, Vladimir; G. Zloshchastiev, Konstantin (2013). 「物理的真空中の電荷の特異点フリーモデル: 非ゼロ空間範囲と質量生成」Cent. Eur. J. Phys . 11 (3): 325–335. arXiv : 1204.6380 . Bibcode :2013CEJPh..11..325D. doi :10.2478/s11534-012-0159-z. S2CID 91178852.
