¿Por qué excluir interacciones débiles gluones?

Question

Las interacciones débiles son los más universal después de la gravitación. Muy pocas partículas evitar, sólo los fotones y gluones, además de derecho leptones. El fotón, sin embargo, es una parte de las interacciones electrodébil y es una superposición de la B y W3 bosones. Esto deja a la gluon como uno de los pocos partículas inmune a las interacciones electrodébil.

¿Cuál es la razón para gluon no tener una débil carga? Es porque el gluon es un bosón de gauge de un tipo diferente de interacciones y de diferente calibre bosones no pueden compartir sus cargos el uno con el otro? Sin embargo, el bosón de Higgs tiene la débil carga. Es esto debido a que el bosón de Higgs no es un bosón de gauge y este hecho le permite tener la débil carga?

Sería genial si alguien pudiera aclarar el significado intuitivo de esta configuración ojalá y no sólo por las fórmulas a solas, sin una interpretación de su significado físico.

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EDITAR

Como lo que yo puedo decir, las tres respuestas son correctas, sólo tiene que utilizar diferentes enfoques. Estoy upvoting todos los tres. La respuesta de @CosmasZachos es detallado, muy apreciado. La respuesta de @annav es el más cercano a la pregunta:

SU(3) tiene el gluon como el bosón de gauge, y tiene, por construcción, no débil vértices.

Mientras que para algunos esto puede parecer obvio suficiente saltar y pasar directamente a los órdenes superiores, cabe señalar que para el resto de nosotros. La comprobación de Anna respuesta como correcta por ser la más cercana a la pregunta que hace, aunque de nuevo, las tres respuestas son muy útiles.

Para resumir, los gluones no directamente interactúan débilmente, porque ellos son los bosones de gauge de la SU(3) la simetría, que se define independientemente de SU(2) la simetría de las interacciones débiles. La razón de esta definición es la observación, pero una vez que la definición está en su lugar, se convierte en una teoría de la prohibición de los gluones directo de las interacciones débiles. Las interacciones de orden superior (como los que a través de virtual quarks en Anna diagrama) no están prohibidas, pero (tal y como yo lo entiendo) no se han observado.

Answer 1

Suspiro... me voy a tomar el cebo de los comentarios para responder a una estrecha cuestión de lo improbable principal pregunta aparentemente se ha transformado en la actualidad, posiblemente. Así que sólo voy a tomar los caballos salvajes de la sociedad secreta de agua, M Schwartz, La Teoría del Campo cuántico y el Modelo Estándar, eqn (30.81), pero ¿quién puede adivinar lo que están dispuestos a beber?

El Z parejas a la SM de la combinación de la conserva de los cargos de $\tau_3$$Y$. El quark (pero no leptón) fermión bilinears en estos cargos también par a los gluones, por lo que, se podría pensar, en el nivel de los bucles, los quarks mediar en la interacción eficaz entre el Z y gluones, suprimidos, por supuesto, por el loop de efectos. Después de todo, la incoloro de Higgs es habitualmente producido por gluon de fusión como hablamos... loop de efectos de la regla.

Como todos estos acoplamientos, una interacción Zgg, ausente en el árbol de nivel, podría ser posible tener una pequeña de 1 bucle de presencia, pero no lo hace. Si usted llama a $\lambda^a$ las matrices de color, el triángulo anomalía $\operatorname {Tr} \tau_3 \{\lambda^a ,\lambda^b\}\propto \operatorname {Tr} \tau_3 =0$ se desvanece,pero, también la hypercharge uno, lo que he llamado "just-así sudoku", $$ \tfrac{1}{4} \operatorname {Tr} Y \{\lambda^a,\lambda^b\}=\delta^{ab} \left (\sum_{Lq} Y_L -\sum_{Rq} Y_R\right ) = 3\Big( (1/6+1/6) -( 2/3-1/3 ) \Big )=0. $$ El factor 3 antes de los paréntesis refleja la triplicación de las 3 generaciones. Matt realmente funciona el sudoku, en el (los 30 y los 85,86).

(En realidad, después de haber trabajado en esto, y con la tranquilidad de que lo hace, entonces uno se puede reexpresar la actual acoplamiento a la Z como una mera combinación lineal de las EM actual, que es vector y por lo tanto no posiblemente anómala, y por encima de trivialmente anomalía libre $\tau_3$. Pero este es el clásico truco de escribir el "tan" SM resultados tan banal y engañosamente auto-evidente.)

Ahora Higgs interacciones en la estela de SSB inicio, planteando las esquinas de las anteriores en mayor bucles que implica nuevos estados de entrar, y por supuesto, más gluones, como @LucJ.Bourhis sugerido. Aunque el triángulo básico resultados persisten a mayor bucles debido a la Adler-Bardeen teorema, tenga cuidado al jugar whak-a-mole con el modelo de constructores...

Mi renuencia a ofrecer "revelación" es que no he encontrado tal... Este es un campo infestado con los falsos profetas que se han equivocado una y otra vez por la voz firme de la evidencia experimental.

Edición en respuesta al comentario. Lo siento, traté de permanecer estrecho. En general, los gluones hacer interactuar con incoloro débil partículas que interactúan. Ya he admitido Zggg en el pliegue de la perfección bucle inducida por interacciones medicamentosas, anteriormente. El cálculo completo está aquí, la teoría pura. @AnnaV ilustra cómo los gluones son invocado para producir el Higgs. Mi estrecho punto fue una ilustración de elaborar las limitaciones en algunas de las interacciones que el SM dicta en ocasiones en su idiosincrásica método en la locura. Si su pregunta se "¿Virtual a los estados a hacer todas las interacciones que se comunican el uno con el otro?", entonces, obviamente la respuesta es "sí".

Answer 2

Mi pregunta se reduce a si el gluon no se enganche con Z es la observación o de la teoría.

El modelo estándar de la física de partículas es descrito por una de lagrange que tiene el grupo de simetrías de SU(3)XSU(2)xU(1), en orden de izquierda, fuerte grupo de repersentation, débil del grupo, la electromagnética. Este es un lugar de experimentación de destilado, es decir, observaciones obligó a la assumtion que los quarks interactuar de forma independiente con las tres fuerzas y sus respectivos bosones gauge.

SU(3) tiene el gluon como el bosón de gauge, y tiene, por construcción, no débil vértices.

El modelo estándar de Lagrange en un perturbativa de expansión representados por diagramas de Feynmann dará órdenes superiores donde gluon de fusión puede producir un Z bosón.

También gluones puede terminar en una de Higgs

gluon de la fusión de Higgs, donde la izquierda dos vértices están con el fuerte acoplamiento de la parte superior a gluon, y la mano derecha es el débil acoplamiento de la parte superior a la de Higgs.

( que sólo interactúa débilmente) , pero no hay ningún directa de los vértices de la Z a la gluon.

El modelo estándar es directamente dependiente de las observaciones experimentales.

Answer 3

Creo que la mejor respuesta que puede ser en la actualidad se da es que simplemente no observar los efectos de acoplamiento entre los gluones y electrodébil bosones gauge. Si tales efectos se observaron nunca, tenemos que repensar nuestro conocimiento actual del modelo estándar y modificarla para incluir algunos de mezcla de la SU$(3)$ e U$(2)$ subgrupos.

A partir de una gran teoría unificada punto de vista, la declaración es simplemente equivalente a la afirmación de que el asunto de los campos de transformar en virtud de las representaciones de la SU$(3)$ e U$(2)$ subgrupos de la unificada grupo gauge, sin que se mezclen entre ellos.

Por supuesto, no pueden ser mejores razones, pero yo no los conozco. Como lo que puedo decir, esta pregunta es tan difícil de responder como "¿por qué el modelo estándar tiene el grupo gauge que hace?"

Espero que esto ayude!

Edit: también se me ocurrió que, a partir de una efectiva campo de la teoría del punto de vista, un inadvertido de alta masa quard podría crear un aparente acoplamiento entre los gluones y los bosones W y z. Tal vez eso podría ser interesante.

Edit: Ups. Tal vez debería haber leído Cosme de la maravillosa respuesta antes de hablar acerca de EFT cosas. Caso omiso de la edición anterior.