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理論物理所在粒子物理理論新的對稱性研究中取得進(jìn)展
2020-06-29  【 】【打印】【關(guān)閉

  在粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中,希格斯粒子是唯一自旋為0的標(biāo)量粒子,它解釋了各種基本粒子的質(zhì)量起源,因此十分重要,也被稱為“上帝粒子”。希格斯粒子的質(zhì)量項(xiàng)存在量子輻射修正,并極其依賴于極高能新物理能標(biāo),因此希格斯粒子勢能存在極端精細(xì)調(diào)節(jié)的問題,也叫做規(guī)范等級問題。規(guī)范等級問題也是提出基于希格斯粒子新的對稱性的目的,當(dāng)前新對稱性主要有超對稱、額外維度、小希格斯集體對稱性等。 

  理論物理所研究員舒菁和副研究員于江浩、博士后馬騰及其合作者提出了一種衍生(emergence of)最大對稱性的方法,發(fā)現(xiàn)這一對稱性并不需要手動放入理論中,而是在理論的構(gòu)造中能夠在低能下自然出現(xiàn)。這一對稱性可以應(yīng)用于復(fù)合希格斯、額外維度模型等。在復(fù)合希格斯模型框架下,在整體對稱性的自發(fā)破缺G/H后,如果理論在邊界(高能標(biāo))上有最大對稱性,那么這種最大對稱性可以通過特殊的形式保留到低能有效理論里面,從而使得在Higgs勢能電弱能標(biāo)下有最大對稱性。這可以完美的應(yīng)用到標(biāo)準(zhǔn)模型的復(fù)合擴(kuò)展,并由于費(fèi)米子的安排(見圖中兩種具體的實(shí)現(xiàn)方式)使得對稱性增強(qiáng),從而產(chǎn)生希格斯粒子低能衍生的最大對稱性。同時這一對稱性也可以擴(kuò)展到N-site晶格結(jié)構(gòu),或者通過AdS/CFT框架在額外維度下自然實(shí)現(xiàn)。 

  這一研究發(fā)表在最新的Phys.Rev.Lett. 124 (2020) 24, 241801上。這種在理論中自然突現(xiàn)的對稱性可以解決希格斯的規(guī)范等級問題,預(yù)言輻射修正下有限穩(wěn)定的希格斯的勢能,同時減小理論的精細(xì)調(diào)節(jié)的程度。這一類自然突現(xiàn)的對稱性也可能擴(kuò)展到其他的物理情形,甚至于低維凝聚態(tài)體系。  

  本研究得到了國家自然科學(xué)基金委重大項(xiàng)目,面上項(xiàng)目,中國-以色列國際合作項(xiàng)目,彭桓武理論物理創(chuàng)新研究中心,以及中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)B的支持。 

    文章鏈接https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.241801

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