Расщепленная суперсимметрия

В физике элементарных частиц , разделение суперсимметрии это предложение для физики за пределами Стандартной модели . Он был предложен отдельно в трех статьях. Первый, сделанный Джеймсом Уэллсом в июне 2003 года, в более скромной форме, слегка ослабивший предположение о естественности потенциала Хиггса. В мае 2004 года Нима Аркани-Хамед и Савас Димопулос утверждали, что естественность в секторе Хиггса не может быть точным ориентиром для предложения новой физики, выходящей за рамки Стандартной модели, и утверждали, что суперсимметрия может быть реализована другим способом, который сохранит унификацию калибровочной связи и имеет кандидат темной материи . В июне 2004 г.Джан Джудиче и Андреа Романино утверждали с общей точки зрения, что если кто-то хочет объединение калибровочных связей и кандидата в темную материю, эта расщепленная суперсимметрия является одной из немногих существующих теорий.

Новые легкие (~ ТэВ) частицы в расщепленной суперсимметрии (помимо частиц Стандартных моделей):

Поле	Вращение	Калибровочные сборы	Имя
${\ displaystyle {\ tilde {g}}}$	${\ displaystyle {\ frac {1} {2}}}$	${\ displaystyle (8,1) _ {0}}$	глюино
${\ displaystyle {\ tilde {W}}}$	${\ displaystyle {\ frac {1} {2}}}$	${\ displaystyle (1,3) _ {0}}$	алкаш
${\ displaystyle {\ tilde {B}}}$	${\ displaystyle {\ frac {1} {2}}}$	${\ displaystyle (1,1) _ {0}}$	бино
${\ displaystyle {\ tilde {H}} _ {u}}$	${\ displaystyle {\ frac {1} {2}}}$	${\ displaystyle (1,2) _ {\ frac {1} {2}}}$	Хиггсино
${\ displaystyle {\ tilde {H}} _ {d}}$	${\ displaystyle {\ frac {1} {2}}}$	${\ displaystyle (1,2) _ {- {\ frac {1} {2}}}}$	Хиггсино

Лагранжиан для расщепленной суперсимметрии ограничен существованием суперсимметрии высоких энергий. В расщепленной суперсимметрии пять связей: связь Хиггса четвертой степени и четыре связи Юкавы между Хиггсино, Хиггсом и гауджино. Связи задаются одним параметром в масштабе, в котором суперсимметричные скаляры разделяются. Под шкалой нарушения суперсимметрии эти пять связей эволюционируют через уравнение ренормгруппы вплоть до шкалы ТэВ. На будущем Линейном коллайдере эти связи можно было бы измерить на уровне 1%, а затем ренормгруппа эволюционировала до высоких энергий, чтобы показать, что теория суперсимметрична в чрезвычайно большом масштабе.${\ displaystyle \ tan \ beta}$

Long Lived Gluinos [ править ]

Поразительной особенностью расщепленной суперсимметрии является то, что глюино становится квазистабильной частицей со временем жизни, которое может достигать 100 секунд. Глюино, живущее дольше этого времени, нарушило бы нуклеосинтез Большого взрыва или было бы замечено как дополнительный источник космических гамма-лучей. Глюино является долгоживущим, потому что он может распадаться только на скварк и кварк, а также потому, что скварк очень тяжелый и эти распады сильно подавлены. Таким образом, распад скорость глюина примерно можно оценить, в натуральных единицах , а где это глюина масса покоя и скварк${\ displaystyle {{m_ {g}} ^ {5} \ over {m_ {sq}} ^ {4}}}$${\ displaystyle m_ {g}}$ ${\ displaystyle m_ {sq}}$масса покоя. Для массы глюино порядка 1 ТэВ космологическая граница, упомянутая выше, устанавливает верхнюю границу около ГэВ на массы скварков .${\ displaystyle 10 ^ {9}}$

Потенциально долгое время жизни глюино приводит к разным сигнатурам коллайдера на Тэватроне и Большом адронном коллайдере . Эти частицы можно увидеть тремя способами:

• Измерение отношения импульса к энергии или скорости в камерах слежения (dE / dx во внутренней камере слежения или p / v во внешней камере слежения за мюонами)
• Поиск избыточных событий синглетной струи, возникающих из-за излучения в начальном или конечном состоянии.
• Ищем глюино, которые остановились внутри детектора и позже распались. Такое событие может произойти, если глюино адронизируется с образованием экзотического адрона, который сильно взаимодействует с нуклоном в детекторе, создавая экзотический заряженный адрон . Последний будет замедляться из-за электромагнитного взаимодействия внутри детектора и в конечном итоге остановится.

Преимущества и недостатки [ править ]

Расщепленная суперсимметрия, как и суперсимметрия, допускает калибровочное объединение связи , потому что частицы с массой, значительно превышающей ТэВ- масштабы, не играют большой роли в объединении. Эти частицы - гравитино, которое имеет небольшую связь (порядка гравитационного взаимодействия) с другими частицами, и скалярные партнеры с фермионами стандартной модели, а именно скварками и слептонами . Последние сдвигают бета-функции всех калибровочных взаимодействий вместе и не влияют на их объединение, поскольку в теории великого объединения они образуют полный SU (5) мультиплет, точно так же, как полное поколение частиц.

Расщепленная суперсимметрия также решает космологическую проблему гравитино , потому что масса гравитино намного превышает ТэВ .

Верхние границы скорости распада протона также могут быть выполнены, потому что скварки тоже очень тяжелые.

С другой стороны, в отличие от обычной суперсимметрии , расщепленная суперсимметрия не решает проблему иерархии, которая с 1979 года была основной мотивацией для предложений по новой физике, выходящей за рамки Стандартной модели . Одно из предложений состоит в том, что проблема иерархии «решается» путем допущения точного - тюнинг по антропным причинам .

История [ править ]

Нейтральность этой статьи оспаривается . Соответствующее обсуждение можно найти на странице обсуждения . Не удаляйте это сообщение, пока не будут выполнены соответствующие условия . ( Январь 2014 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Первоначальное отношение некоторых представителей сообщества физиков высоких энергий к расщепленной суперсимметрии было проиллюстрировано пародией под названием суперсимметричная суперсимметрия . Часто, когда предлагается новое понятие в физике, возникает коленный рефлекс. Когда естественность в секторе Хиггса была первоначально предложена в качестве мотивации для новой физики, это понятие не воспринималось всерьез. После того, как была предложена суперсимметричная Стандартная модель, Шелдон Глэшоу пошутил, что «половина частиц уже открыта». Спустя 25 лет представление о естественности настолько укоренилось в обществе, что предложение теории, не использующей естественность в качестве основной мотивации, было подвергнуто насмешкам. Расщепленная суперсимметрия делает прогнозы, отличные от обеих Стандартной модели.и минимальная суперсимметричная стандартная модель, и окончательная природа естественности в секторе Хиггса, надеюсь, будет определена на будущих коллайдерах.

Многие из первоначальных сторонников естественности больше не считают, что она должна быть исключительным ограничением для новой физики. Кеннет Уилсон изначально выступал за это, но недавно назвал это одной из самых больших ошибок в своей карьере. ^{[ необходимая цитата ]} Стивен Вайнберг ослабил понятие естественности в космологической постоянной и выступил за экологическое объяснение этого явления в 1987 году. Леонард Сасскинд , который первоначально предложил техниколор , является твердым сторонником концепции ландшафта и неестественности. Савас Димопулос , который первоначально предложил суперсимметричную стандартную модель, предложил расщепленную суперсимметрию.

См. Также [ править ]

• Минимальная суперсимметричная стандартная модель
• Сверхразделенная суперсимметрия
• Суперсимметрия

Внешние ссылки [ править ]

• Последствия нарушения суперсимметрии с небольшой иерархией между гаугино и скалярами , Джеймс Д. Уэллс
• Суперсимметричное объединение без низкоэнергетической суперсимметрии и сигнатур для тонкой настройки на LHC , Нима Аркани-Хамед и Савас Димопулос
• Split Суперсимметрия на GF Giudice и А. Романино
• Авторитетные статьи о расщепленной суперсимметрии