Войти
В физике элементарных частиц теория конденсата верхнего кварка (или верхняя конденсация ) является альтернативой Стандартной модели фундаментальное поле Хиггса, где бозон Хиггса - это составное поле, состоящее из топ-кварка и его антикварка. Пары топ-кварк - антикварк связаны вместе новой силой, называемой topcolor, аналогичной связыванию куперовских пар в БКШ сверхпроводник, или мезоны в сильных взаимодействиях. Идея связывания топ-кварков мотивирована тем, что он сравнительно тяжелый, с измеренной массой примерно 173 ГэВ (сравнимо с шкалой электрослабого взаимодействия ), и поэтому его Yukawa связь имеет порядок единицы, что предполагает возможность сильной динамики связи на высоких энергетических масштабах. Эта модель пытается объяснить, как шкала электрослабого может соответствовать массе топ-кварка.
Идея была описана Ёитиро Намбу, а затем разработан Миранским, Танабаши и Ямаваки (1989) и Бардином, Хиллом и Линднером (1990), которые связали теорию с ренормгруппой и улучшили ее предсказания.
Ренормализационная группа показывает, что конденсация топ-кварков в основном основана на «неподвижной инфракрасной точке » для взаимодействия Хиггса-Юкавы между топ-кварками, предложенной Пендлтоном и Россом (1981). и Хилл, «Инфракрасная фиксированная точка» изначально предсказывала, что топ-кварк будет тяжелым, в отличие от преобладающего мнения начала 1980-х годов. Действительно, топ-кварк был открыт в 1995 году при большой массе 175 ГэВ. Инфракрасная неподвижная точка означает, что она сильно связана с бозоном Хиггса при очень высоких энергиях, соответствующих полюсу Ландау связи Хиггса-Юкавы. На этом большом масштабе формируется связанное состояние Хиггса, а в «инфракрасном» диапазоне связь релаксирует до измеренного значения порядка единицы с помощью ренормализационной группы. Прогноз фиксированной точки в стандартной модели ренормгруппы составляет около 220 ГэВ, что примерно на 25% больше, чем наблюдаемая максимальная масса.
Простейшие модели верхней конденсации также предсказывали, что масса бозона Хиггса будет около 250 ГэВ, и теперь они исключены открытием LHC бозона Хиггса с массой 125 ГэВ. Однако расширенные версии теории, вводящие больше частиц, могут быть согласованы с наблюдаемой массой топ-кварка.
Составной бозон Хиггса естественным образом возникает в моделях Topcolor, которые являются расширением стандартной модели с использованием новой силы, аналогичной квантовой хромодинамике. Чтобы быть естественной, без излишней тонкой настройки (то есть для стабилизации массы Хиггса от больших радиационных поправок) теория требует новой физики в относительно низком энергетическом масштабе. Например, поместив новую физику в 10 ТэВ, модель предсказывает, что верхний кварк будет значительно тяжелее, чем наблюдаемое (примерно 600 ГэВ против 171 ГэВ). Модели Top Seesaw, также основанные на Topcolor, позволяют обойти эту трудность.
Предсказанная масса топ-кварка лучше согласуется с фиксированной точкой, если есть много дополнительных скаляров Хиггса, помимо стандартной модели. Это может свидетельствовать о богатой спектроскопии новых составных полей Хиггса на энергетических масштабах, которые можно исследовать с помощью LHC и его усовершенствований.
Общая идея составного бозона Хиггса, фундаментально связанного с верхним кварком, остается убедительным, хотя все детали еще не поняты.
