النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى التالي

في فيزياء الجسيمات ، يُعدّ NMSSM اختصارًا لـ Next-to-Minimal Supersymmetric Standard Model (النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى التالي) . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] وهو امتداد فائق التناظر للنموذج القياسي ، يُضيف حقلًا فائقًا كيراليًا أحاديًا إضافيًا إلى MSSM، ويمكن استخدامه لتوليد ديناميكيًا.μ{\displaystyle \mu }مصطلح، حلμ{\displaystyle \mu }-مشكلة . تتوفر مقالات حول NMSSM للمراجعة. [ 6 ] [ 7 ]

لا يفسر النموذج القياسي الأدنى للتناظر الفائق سببμ{\displaystyle \mu }المعلمة في مصطلح الجهد الفائقμحuحد{\displaystyle \mu H_{u}H_{d}}يقع على مقياس التفاعل الكهروضعيف. تكمن الفكرة وراء النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى التالي في تعزيزμ{\displaystyle \mu }مصطلح إلى مقياس أحادي، حقل فائق كيراليS{\displaystyle S}لاحظ أن الشريك الفائق القياسي للوحدة المفردةS{\displaystyle S}يُرمز إليه بـS^{\displaystyle {\hat {S}}}والشريك الفائق أحادي النواة ذو الدوران 1/2 بواسطةS~{\displaystyle {\tilde {S}}}فيما يلي. يُعطى الجهد الفائق لنموذج NMSSM بواسطة

دبليوNMSSM=دبليومقرف+λSحuحد+κ3S3{\displaystyle W_{\text{NMSSM}}=W_{\text{Yuk}}+\lambda SH_{u}H_{d}+{\frac {\kappa }{3}}S^{3}}

أيندبليومقرف{\displaystyle W_{\text{يوك}}}يُعطي هذا قيم اقترانات يوكاوا لفيرميونات النموذج القياسي. وبما أن الجهد الفائق له بُعد كتلة يساوي 3، فإن الاقتراناتλ{\displaystyle \lambda }وκ{\displaystyle \kappa }هي بلا أبعاد؛ ومن ثم فإنμ{\displaystyle \mu }تُحل مشكلة النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى (MSSM) في النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى غير التناظري (NMSSM)، حيث يكون الجهد الفائق للنموذج NMSSM ثابتًا بالنسبة للمقياس. دورλ{\displaystyle \lambda }المصطلح هو توليد فعالμ{\displaystyle \mu }يتم ذلك باستخدام المكون القياسي للحالة المفردة.S^{\displaystyle {\hat {S}}}الحصول على قيمة توقع الفراغ لـS^{\displaystyle \langle {\hat {S}}\rangle }أي أننا نمتلك

μفعال=λS^{\displaystyle \mu _{\text{eff}}=\lambda \langle {\hat {S}}\rangle }

بدونκ{\displaystyle \kappa }سيتمتع الحد الأقصى للجهد بتناظر U(1)'، وهو ما يُعرف بتناظر بيتشي-كوين؛ انظر نظرية بيتشي-كوين . سيُغير هذا التناظر الإضافي الظواهر تمامًا. دورκ{\displaystyle \kappa }يتمثل الهدف في كسر هذا التناظر U(1).κ{\displaystyle \kappa }يتم إدخال المصطلح ثلاثياً بحيثκ{\displaystyle \kappa }هو بلا أبعاد. ومع ذلك، يبقى هناك بُعد منفصلZ3{\displaystyle \mathbb {Z} _{3}}التناظر، الذي ينكسر تلقائيًا أيضًا. [ 8 ] من حيث المبدأ، يؤدي هذا إلى مشكلة جدار المجال . بإدخال حدود إضافية ولكن مكبوتة، فإنZ3{\displaystyle \mathbb {Z} _{3}}يمكن كسر التناظر دون تغيير الظواهر على مستوى التفاعل الكهروضعيف. [ 9 ] يُفترض أن مشكلة جدار المجال تُتجاوز بهذه الطريقة دون أي تعديلات إلا على نطاق أوسع بكثير من مستوى التفاعل الكهروضعيف.

وقد تم اقتراح نماذج أخرى لحل هذه المشكلةμ{\displaystyle \mu }مشكلة نموذج MSSM. إحدى الأفكار هي الاحتفاظ بـκ{\displaystyle \kappa }يُضاف حدٌّ في الجهد الفائق مع مراعاة تناظر U(1). وبافتراض أن هذا التناظر محلي، يُضاف حدٌّ آخر.Z{\displaystyle Z'}يتوقع هذا النموذج وجود بوزون قياسي، ويسمى UMSSM.

الظواهرية

بسبب القميص الداخلي الإضافيS{\displaystyle S}، إن النموذج القياسي الأدنى الأدنى للتناظر (NMSSM) يغير بشكل عام ظواهر كل من قطاع هيغز وقطاع النيوترالينو مقارنة بالنموذج القياسي الأدنى للتناظر (MSSM).

ظواهر هيغز

في النموذج القياسي، لدينا بوزون هيغز فيزيائي واحد. أما في النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى (MSSM)، فنصادف خمسة بوزونات هيغز فيزيائية. وذلك بسبب الحالة المفردة الإضافية.S^{\displaystyle {\hat {S}}}في النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى الجديد (NMSSM)، لدينا بوزونان إضافيان من نوع هيغز؛ أي ما مجموعه سبعة بوزونات هيغز فيزيائية. ولذلك، فإن قطاع هيغز فيه أغنى بكثير من قطاع هيغز في النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى (MSSM). وعلى وجه الخصوص، فإن جهد هيغز لا يكون ثابتًا بشكل عام تحت تحويلات التناظر الزوجي-الزوجي (CP)؛ انظر انتهاك التناظر الزوجي-الزوجي . عادةً ما يُرمز إلى بوزونات هيغز في النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى الجديد (NMSSM) بترتيب تصاعدي للكتل؛ أي بـح1،ح2،...،ح7{\displaystyle H_{1},H_{2},...,H_{7}}، معح1{\displaystyle H_{1}}أخف بوزون هيغز. في الحالة الخاصة لجهد هيغز الحافظ على تناظر الشحنة الزوجية (CP)، لدينا ثلاثة بوزونات هيغز ذات تناظر شحنة زوجية (CP).ح1،ح2،ح3{\displaystyle H_{1},H_{2},H_{3}}، اثنان من CP الفرديين،أ1،أ2{\displaystyle A_{1},A_{2}}وزوج من بوزونات هيغز المشحونة،ح+،ح-{\displaystyle H^{+},H^{-}}في النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى (MSSM)، يكون بوزون هيغز الأخف دائمًا مشابهًا للنموذج القياسي، وبالتالي فإن إنتاجه واضمحلاله معروفان تقريبًا. أما في النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى الجديد (NMSSM)، فقد يكون بوزون هيغز الأخف خفيفًا جدًا (حتى في حدود 1 جيجا إلكترون فولت )، وبالتالي ربما لم يتم رصده حتى الآن. إضافةً إلى ذلك، في حالة الحفاظ على تناظر الشحنة الزوجية (CP)، يتبين أن بوزون هيغز الأخف ذو تناظر الشحنة الزوجية الزوجية (CP) له حد أدنى أعلى مقارنةً بالنموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى. وهذا أحد الأسباب التي جعلت النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى الجديد محط اهتمام كبير في السنوات الأخيرة.

الظواهر المحايدة

الدوران-1/2 سينجلينوS~{\displaystyle {\tilde {S}}}يُنتج هذا النموذج جسيمًا خامسًا من نوع نيوترالينو، مقارنةً بأربعة نيوترالينوهات في النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى (MSSM). لا يرتبط جسيم سينجلينو بأي من بوزونات القياس، أو جسيمات جاوجينو (الجسيمات الفائقة المرتبطة ببوزونات القياس)، أو الليبتونات، أو جسيمات سليبتون (الجسيمات الفائقة المرتبطة بالليبتونات)، أو الكواركات، أو جسيمات سكوراك (الجسيمات الفائقة المرتبطة بالكواركات). بافتراض إنتاج جسيم شريك فائق التناظر في مصادم جسيمات، مثل مصادم الهادرونات الكبير (LHC )، يُحذف جسيم سينجلينو من سلسلة الاضمحلالات، وبالتالي يفلت من الكشف. مع ذلك، إذا كان جسيم سينجلينو هو أخف جسيم فائق التناظر (LSP)، فإن جميع الجسيمات الشريكة فائقة التناظر تتحلل في النهاية إلى جسيم سينجلينو. وبسبب حفظ تناظر R، يكون هذا الجسيم LSP مستقرًا. وبهذه الطريقة، يمكن الكشف عن جسيم سينجلينو من خلال الطاقة المستعرضة المفقودة في الكاشف.

مراجع

  1. فاييت، ب. (1975). "امتداد ثابت القياس الفائق لآلية هيغز ونموذج للإلكترون ونيوترينوه". الفيزياء النووية ب . 90 : 104-124 . Bibcode : 1975NuPhB..90..104F . doi : 10.1016/0550-3213(75)90636-7 .
  2. داين، م.؛ فيشلر، و.؛ سريدنيكي، م. (1981). "حل بسيط لمشكلة CP القوية باستخدام أكسيون غير ضار". رسائل الفيزياء ب . 104 (3): 199. Bibcode : 1981PhLB..104..199D . doi : 10.1016/0370-2693(81)90590-6 .
  3. نيلز، إتش بي؛ سريدنيكي، إم؛ وايلر، دي (1983). "انهيار التفاعل الضعيف الناجم عن الجاذبية الفائقة" . رسائل الفيزياء ب . 120 ( 4-6 ): 346. Bibcode : 1983PhLB..120..346N . doi : 10.1016/0370-2693(83)90460-4 .
  4. فرير، ج.م.؛ جونز، د.ر.ت.؛ رابي، س. (1983). "كتل الفرميونات واستحثاث المقياس الضعيف بواسطة الجاذبية الفائقة" (ملف PDF) . الفيزياء النووية ب . 222 (1): 11-19 . Bibcode : 1983NuPhB.222...11F . doi : 10.1016/0550-3213(83)90606-5 . hdl : 2027.42/25159 .
  5. ديريندينجر، جيه بي؛ سافوي، سي إيه (1984). "التأثيرات الكمومية وكسر SU(2)×U(1) في نظريات قياس الجاذبية الفائقة". الفيزياء النووية ب . 237 (2): 307. Bibcode : 1984NuPhB.237..307D . doi : 10.1016/0550-3213(84)90162-7 .
  6. مانياتيس، م. (2010). "مراجعة الامتداد الفائق التناظر الأدنى التالي للنموذج القياسي". المجلة الدولية للفيزياء الحديثة أ . 25 ( 18-19 ): 3505-3602 . arXiv : 0906.0777 . Bibcode : 2010IJMPA..25.3505M . doi : 10.1142/S0217751X10049827 . S2CID 118352843 . 
  7. إيلوانجر، يو.؛ هوجوني، سي.؛ تيكسيرا، إيه إم (2010). "النموذج القياسي الفائق التناظر الأدنى التالي". تقارير الفيزياء . 496 ( 1-2 ): 1-77 . arXiv : 0910.1785 . Bibcode : 2010PhR...496....1E . doi : 10.1016/j.physrep.2010.07.001 . S2CID 118845956 . 
  8. ^ زيلدوفيتش، يا. ب. كوبزاريف، آي. أوكون، إل بي (1974). Zhurnal Éksperimental'noĭ و Teoreticheskoĭ Fiziki . 67 : 3.{{cite journal}}مفقود أو فارغ |title=( مساعدة ) مترجم في: زيلدوفيتش ، يا. ب.؛ كوبزاريف، إ. يو.؛ أوكون، ل. ب. (1977). "النتائج الكونية للانهيار التلقائي لتناظر منفصل". الفيزياء السوفيتية JETP . 40 : 1. Bibcode : 1975JETP...40....1Z .
  9. بانايوتاكوبولوس، ب.؛ تامفاكيس، ك. (1999). "نموذج NMSSM مستقر بدون جدران نطاقية". رسائل الفيزياء ب . 446 ( 3-4 ): 224. arXiv : hep-ph/9809475 . Bibcode : 1999PhLB..446..224P . doi : 10.1016/S0370-2693(98)01493-2 . S2CID 17655776 .