Model de dos doblets de Higgs

Una simulació del detector CMS de LHC, mostrant cóm es preveu que siguen les traces del bosón de Higgs.

Espectre de Higgses: els graus de llibertat d'abdós doblets de Higgs es combinen segons la figura per a formar tres bosones neutres i dos carregats.

Els models en dos doblets de Higgs (2HDM) són una extensió del model estàndar en la que el sector de Higgs està compost per dos doblets de SU(2)_L, en lloc d'un solament.^[1] Estos doblets interaccionen a través d'un potencial que trenca espontàneament la simetria electrodébil al grup O(1) de càrrega elèctrica, donant lloc a tres bosones de Goldstone i a cinc bosones físics (dos carregats i tres neutres). Note's la diferència en el model estàndar, en la que solament sobreviu un grau de llibertat físic: el bosón de Higgs.

Introducció

El mecanisme pel que es trenca la simetria electrodébil no és ben conegut. El model estàndar ho implementa de la forma més senzilla possible, introduint un nou doblet escalar, els graus del qual de llibertat interaccionen a través d'un potencial que el seu mínim és degenerado, causant que este doblet puga adquirir un valor esperat en el buit no nul, trencant la simetria. Els models en dos doblets de Higgs són l'extensió més simple que es pot fer, que consistix en introduir un segon doblet escalar.

Desenroll matemàtic

El sector de Higgs dels 2HDM està compost per dos doblets complexos de $S U (2)_{L}$ , $ϕ_{1}$ i $ϕ_{2}$ de hipercarga $1 / 2$ , que interacció entre sí a través del potencial més general, invariante gauge, renormalisable i invariante baix la simetria $ϕ_{1} \to - ϕ_{1}$ (llevat térmens d'orde dos):

V (ϕ_{1}, ϕ_{2}) = λ_{1} (ϕ_{1}^{†} ϕ_{1} - v_{1}^{2})^{2} + λ_{2} (ϕ_{2}^{†} ϕ_{2} - v_{2}^{2})^{2} + λ_{3} {[(ϕ_{1}^{†} ϕ_{1} - v_{1}^{2}) + (ϕ_{2}^{†} ϕ_{2} - v_{2}^{2})]}^{2}

+ λ_{4} [(ϕ_{1}^{†} ϕ_{1}) (ϕ_{2}^{†} ϕ_{2}) - (ϕ_{1}^{†} ϕ_{2}) (ϕ_{2}^{†} ϕ_{1})] + λ_{5} {[Re (ϕ_{1}^{†} ϕ_{2}) - v_{1} v_{2} \cos ϵ]}^{2}

+ λ_{6} {[Im (ϕ_{1}^{†} ϕ_{2}) - v_{1} v_{2} \sin ϵ]}^{2} .

El mínim d'este potencial està degenerado. Quan $ϕ_{1}$ i $ϕ_{2}$ prenen un valor esperat en el buit no nul, es trenca la simetria gauge al grup de càrrega elèctrica:

ϕ_{1} = [\begin{matrix} 0 \\ v_{1} \end{matrix}], ϕ_{2} = [\begin{matrix} 0 \\ v_{2} e^{i ϵ} \end{matrix}], ϵ < < 1.

Un paràmetro $ϵ$ distint de zero introduïx una violació espontànea de CP. Aixina mateix, s'ha sugerit recentment que la massa dels neutrinos podria explicar-se en un valor de $v_{1}$ molt menut. En lo que seguix, suponem que $ϵ$ és exactament zero. En eixe cas, es pot realisar un gir en l'espai bidimensional generat per abdós doblets, de tal forma que una combinació adquirix valor esperat, mentres que l'atra no. És dir, el primer d'estos camps gurados es comporta com el Higgs del model estàndar, trencant la simetria; mentres que l'atre, al no adquirir valor esperant, no la trenca. Els graus de llibertat no físics (els Goldstone), per tant, han de pertànyer al primer d'ells.

\begin{matrix} {ϕ_{1}}^{'} & = \cos β ϕ_{1} + \sin β ϕ_{2}, {ϕ_{2}}^{'} & = - \sin β ϕ_{1} + \cos β ϕ_{2}, \tan β = \frac{v_{2}}{v_{1}} . \end{matrix}

⟨ {ϕ_{1}}^{'} ⟩ = (\begin{matrix} 0 \\ \sqrt{v_{1}^{2} + v_{2}^{2}} \end{matrix}), ⟨ {ϕ_{2}}^{'} ⟩ = (\begin{matrix} 0 \\ 0 \end{matrix}) .

Referències

↑ Tens que especificar títul = i url = al usar {{cita web}}.John F. Gunion, Howard E. Haver, Gordon L. Kane, Sally Dawson. . Addison-Wesley, Menlo-Park. SCIPP-89-13.

Este artícul conté una traducció derivada de «Modelo de dos dobletes de Higgs» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[1] Tens que especificar títul = i url = al usar {{cita web}}.John F. Gunion, Howard E. Haver, Gordon L. Kane, Sally Dawson. . Addison-Wesley, Menlo-Park. SCIPP-89-13.

[1]