La detección de la unificación electrodébil en los datos de quark gluon plasma

Question

La unificación electrodébil se discute en el modelo del Big Bang y la variante de propuestas, y hay una transición a energías de 100 GeV, donde la EW simetría es ininterrumpida y un quark gluon plasma fase domina.

En mi respuesta a la pregunta

>¿Qué acelerador de energías y tipos que sería necesario para explorar la unificación electrodébil, y si es accesible, lo que sería el probable observables?

las correspondientes parcelas para esta pregunta se puede encontrar y enlaces para el progreso de la fenomenología hasta ahora.

No fue posible encontrar ninguna referencia a la ruptura de la simetría electrodébil en los modelos propuestos para adaptarse a los experimentos del LHC plasma de datos, aunque la demanda es que el quark gluon plasma estudios de las primeras etapas del universo.

En esta propuesta para el proyecto de futuro de la FCC de hadrones he encontrado que, incluso por sus altas energías de la media de la densidad de energía es menor que el 100 GeV visto en el Big Bang historias, será de orden 40GeV, mientras que el LHC plasmas son de orden 20GeV densidad de energía.

El diagrama de fase que incluye quark gluon plasma explica esto , quark gluon plasma es necesaria pero no suficiente para la simetría electrodébil para ser restaurado.

PERO los experimentos de laboratorio son el núcleo en el núcleo, las mediciones individuales. Como es un fenómeno cuántico, no debe ser la cola del espacio de fases a altas energías que habría más altas densidades de energía, incluso a 100 GeV , teniendo en cuenta la TeV disponibles en el LHC. Esas interacciones específicas debería haber cruzado el 100 GeV , y la simetría debe ser restaurado.

Esto significa, entre otras cosas, que todos los quarks producida tienen masa cero. Como consecuencia, la probabilidad de obtener el sabor de la partícula antipartícula pares debe ser igual. Por ejemplo, un top-antitop tendría la misma probabilidad de ser creado como un fondo anti-inferior o como encanto anti-encanto en la final de chorro de salida del plasma.

No se han encontrado diferencias en la producción de diversos tipos, pero en ninguna parte he de encontrar un indicio de que la restauración de la simetría electrodébil podrían contribuir a este en el fenomenológica de los modelos utilizados.

Mi pregunta es: ¿estoy equivocado? porque yo no me metía en los modelos con cuidado?

Es la contribución de la restauración de la simetría electrodébil en las colas de las distribuciones de tenerse en cuenta en el quark gluon plasma fenomenología de LHC energías, y no es estadísticamente espera para ser detectable?

Answer 1

El QGP es un sistema macroscópico, y la principal fuente de las fluctuaciones de la corriente, las fluctuaciones térmicas. Esto significa que podemos utilizar el libro de texto de la fórmula $$ \Delta E =\sqrt{k_BT^2C_V} $$ para las fluctuaciones de la energía. Aquí, $C_V$ es el calor específico a volumen constante. Vamos a tomar un no-interacción de la ecuación de estado $$ \epsilon = N_d \frac{\pi^2}{30}T^4 $$ donde $\epsilon=E/V$ es la densidad de energía, y $N_d$ es el número de grados de libertad. Entonces $$ \frac{\Delta E}{E}=\frac{2}{\pi}\sqrt{\frac{30}{N_d}} \frac{1}{\sqrt{T^3V}} $$ Para ilustración tomemos $T=300$ MeV, $V=1\,{\rm fm}^3$ (un poco más grande que el tamaño de un protón), y $N_d=37$. Puedo obtener una media de energía de alrededor de 12 GeV, y las fluctuaciones $\Delta E/E\sim 30\%$. Estos son considerables fluctuaciones, sino $\epsilon \sim (200 GeV)^4$, necesario para la EW transición de fase, corresponde a $10^{11}$ $GeV/{\rm fm}^3$. Esta es una fluctuación por más de $10^{10}$ sigma!

En este punto, el presupuesto entero del curso es un poco cuestionable. Esto está en la cola de la distribución, donde, de hecho, las fluctuaciones cuánticas son presumiblemente más importante de las fluctuaciones térmicas. Lo que es más importante, he asumido una distribución canónica, pero me miró de una fluctuación en el que la energía total en un $1\,{\rm fm}^3$ volumen es más grande que la energía disponible en el núcleo-núcleo de la colisión (alrededor de 2000 TeV).

Esto sugiere que probablemente debería pensar acerca de esto de manera diferente. Lo que estoy pidiendo no es una fluctuación de energía, pero un volumen de fluctuación. Tengo una energía total disponible de alrededor de 2000 TeV, y me estoy preguntando si el sistema puede fluctuar en un volumen, de modo que la densidad de energía local en el que el volumen está por encima de la crítica de la densidad de energía para la EW de transición de fase (alrededor de $(200\,{\rm GeV})^4$). El volumen es de unos $(0.02\,{\rm fm})^3$, por lo que le estoy pidiendo al chocar núcleos (en un radio de unos 5 fm) fluctuar hacia abajo en tamaño de alrededor de 0,02 fm. Esta probabilidad no es cero (yo podría tratar de estimar lo largo de las líneas de la estimación de duro exclusivas de las reacciones de dispersión en QCD), pero es claramente muy, muy pequeño.