¿Cómo hace uno para estimar la temperatura a la que electrodébil de transición de fase (EWPT) se produjo? En algún lugar he leído que es de alrededor de 100GeV pero la razón no se explica.
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Podemos calcular la energía libre (densidad) para el campo de Higgs $\phi$ a temperatura finita. En el Modelo Estándar, esto se parece a
$\mathcal{F}_{SM}(\phi,T) = -\frac{\pi^2}{90}g_* T^4+V_{SM}(\phi, T) \ ,$
donde $g_*$ es el número de grados de libertad en el SM ($g_*=106.75$).
El potencial que tiene la forma de
$V_{SM}(\phi,T) = D(T^2-T_0^2)\phi^2 - ET\phi^3+\frac{\lambda_T}{4}\phi^4\ ,$
con $D,E,T_0^2,\lambda_T$ algunos de los factores que dependiendo de la masa de las partículas, constantes de acoplamiento, la partícula de Higgs, v. e.v. y la temperatura.
En la fase de transición (PT), hay dos degenerados mínimos del potencial. Uno se sienta en $\phi=0$, donde estamos en la fase simétrica, el otro es $\phi=\phi_0$, donde estamos en la quebrada de fase. Si mi cálculo rápido es correcta, esto conduce a una temperatura crítica,$T_c\approx 163 GeV$.
Tenga en cuenta que en este caso, el parámetro de orden de la PT $\phi_c/T_c$ es muy pequeña. Esto significa por un lado, que el PT es sólo muy débilmente la primera orden y de la cosa, que en la teoría de la perturbación ya no es confiable y que debemos hacer no-perturbativa de los cálculos.
(Aunque el procedimiento es estándar, tomé este papel a partir de la Carena, Megevand, Quirós y Wagner como referencia, sólo porque era el más cercano a la mano, no porque me guste especialmente, que no tengo por cierto.)
TwoBs
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2741
Vamos a definir $T_{EW}$ la temperatura en que el coeficiente de $m^2_H(T)$ del operador $H^2$ en el SM de lagrange se desvanece: $$ m_H^2(T=T_{EW})=0\,. $$ Para $T>T_{EW}$ la partícula de Higgs, vev se desvanece, la EW simetría en ininterrumpida, y las partículas elementales son masa. Para $T<T_{EW}$ el vev no es fuga, $v_T\propto -m_H^2/\lambda\neq 0$, la EW se rompe espontáneamente, y de las diferentes partículas elementales adquieren masas $m_i$.
Ahora vamos a determinar $T_{EW}$ cuantitativamente. Desde $m_i\simeq 0$ $T\simeq T_{EW}$ es ACEPTAR a hacer una expansión en la pequeña $m/T$. En este régimen el 1 de bucle correcciones a la partícula de Higgs, el potencial de la térmica propagadores son, ampliado en orden principal en $m/T$, dado por \begin{equation} m^2(\tilde{T}_{EW})=m^2_{T=0}+\tilde{T}_{EW}^2\left[\frac{y_t^2}{4}+\frac{\lambda}{2}+\frac{g^{\prime\,2}}{16}+\frac{3g_2^2}{16}\right] \end{equation} donde$m^2_{T=0}=m_H(T=0)=-\lambda v_{T=0}^2$, $v_{T=0}=246$ GeV y $2\lambda v_{T=0}=m_h^2=(125\mathrm{GeV})^2$. La negativa de masa-cuadrado positivo de la masa térmica contribuciones de los bucles de las partículas de Higgs, a las parejas. La principal contribución a $m_H^2(T)$ es, no sorprisingly, viniendo de la mayor couploing, quark top yukawa $y_t=\sqrt{2}m_t/v_{T=0}$. Descuidar el calibre de los acoplamientos y la higg de auto-acoplamiento, y la resolución de $m^2(\tilde{T}_{EW})=0$ $T_{EW}$ tenemos \begin{equation} \tilde{T}^2_{EW}\simeq m_h^2 v^2/m_t^2\simeq (178\mathrm{GeV})^2\,. \end{equation}
Hare Krishna
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campo de higgs, causando electrodébil de transición. antes del campo de higgs, w,z bosón fotón todos son masa. pero el campo de higgs da a las masas a ellos y simetría espontáneamente romper. porque si las partículas con masas, a continuación, su(2)u(1) romper la simetría. todos medidor de simetría romper si hemos de dar masa a las partículas.así que la transición debe tener por debajo de 125.6 gev que es la masa del bosón de higgs.
los pueblos están pensando en no puede ser otro campo de fondo que causa fuerte y electrodébil separación.de modo que el campo puede romper la simetría subyacente.
En el modelo estándar, el campo de Higgs es un SU(2) y un doblete, un complejo de escalar con cuatro componentes reales (o, equivalentemente, con dos componentes complejos). Su débil hypercharge) U(1) la carga es 1. Que significa que se transforma como un spinor bajo SU(2). En virtud de U(1) rotaciones, es multiplicada por una fase, que por lo tanto las mezclas de las partes real e imaginaria del complejo spinor en cada uno de los otros-así que esto no es lo mismo que dos complejos de spinors mezcla en virtud de U(1) (que tiene ocho componentes reales entre ellos), sino que es el spinor representación del grupo U(2).
El campo de Higgs, a través de las interacciones especificado (resumen, representado, o incluso simulado) por su potencial, induce la ruptura espontánea de tres de los cuatro generadores ("direcciones") del grupo gauge SU(2) × U(1): tres de sus cuatro componentes normalmente la cantidad de bosones de Goldstone, si no estaban junto al medidor de campos.
Sin embargo, después de la ruptura de la simetría, estos tres de los cuatro grados de libertad en el campo de Higgs, se mezcla con los tres bosones W y Z (W+, W− y Z), y sólo son observables como spin componentes de estos bosones débiles, que ahora son enormes, mientras que el resto de grados de libertad es el bosón de Higgs-una nueva partícula escalar.
El fotón como la parte que queda sin masa
user68356
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No creo que una clara justificación puede estar dado porque la dinámica de la ruptura de la simetría electrodébil (EWSB) es aún desconocido. No tenemos una bien establecida la teoría que describe cómo el potencial escalar de Higgs evoluciona con la temperatura. Cuando la gente habla acerca de la escala de la EWSB, que por lo general se refieren a dos cosas:
- antes de EWSB, la debilidad de bosones sin masa son. Después de EWSB, obtener una masa (91 GeV para $Z^0$ y el 80 GeV para $W^\pm$). La escala es, por tanto, de la orden de la masa de los bosones débiles, alrededor de 100 GeV.
- antes de EWSB, la partícula de Higgs, vacío expectativa de valor (v. e.v.) es 0, el campo es simétrica. Después de EWSB, el v. e.v. es acerca de 246 GeV. Así que, de nuevo, el v. e.v. valor es representativo de la escala de la EWSB, siendo del orden de 100 GeV.
