Кіріспе
Гипотетикалық композиттік Хиггс моделі бөлшектер физикасында жоғарғы кварк конденсаты теориясы (немесе жоғарғы кварк конденсациясы) – Стандартты модельдегі фундаменталды Хиггс өрісіне альтернатива болып табылады, онда Хиггс бозоны жоғарғы кварк пен оның антикваркінен құралған композиттік өріс. Жоғарғы кварк-антикварк жұптары топколор деп аталатын жаңа күш арқылы байланыстырылады, бұл Купер жұптарының BCS суперөткізгішіндегі байланысына немесе күшті өзара әрекеттесулердегі мезондардың байланысына ұқсас. Жоғарғы кварк өте ауыр, өлшенген массасы шамамен 174 ГэВ (электроәлсіз масштабқа салыстыруға болады), сондықтан оның Юкава байланысы бірлікке жуық, бұл жоғары энергиялық масштабтардағы күшті байланыс динамикасының мүмкіндігін көрсетеді. Бұл модель электроәлсіз масштабтың жоғарғы кварк массасына қалай сәйкес келетінін түсіндіруге бағытталған.
In particle physics, the top quark condensate theory (or top condensation) is an alternative to the Standard Model fundamental Higgs field, where the Higgs boson is a composite field, composed of the top quark and its antiquark. The top quark antiquark pairs are bound together by a new force called topcolor, analogous to the binding of Cooper pairs in a BCS superconductor, or mesons in the strong interactions. The top quark is very heavy, with a measured mass of approximately 174 GeV (comparable to the electroweak scale), and so its Yukawa coupling is of order unity, suggesting the possibility of strong coupling dynamics at high energy scales. This model attempts to explain how the electroweak scale may match the top quark mass.
Тарих
Бұл идея Йоичиро Намбу сипаттады, кейіннен Мирански, Танабаши және Ямаваки (1989) және Уильям А. Бардин, Кристофер Т. Хилл және Манфред Линднер (1990) оны қайта қалыпқа келтіру тобымен байланыстырып, болжамдарын жақсартты. Қайта қалыпқа келтіру тобы жоғарғы кварк конденсациясының негізінен Пендлтон мен Росс (1981) ұсынған жоғарғы кварк Хиггс Юкава жұпталуының «инфрақызыл тұрақты нүктесіне» негізделгенін көрсетеді. «Инфрақызыл» тұрақты нүктесі бастапқыда 1980-ші жылдардың басында қалыптасқан көзқарасқа қайшы келіп, жоғарғы кварк ауыр болады деп болжады. Шындығында, жоғарғы кварк 1995 жылы 174 ГэВ үлкен массада табылды. Инфрақызыл тұрақты нүктесі жоғарғы кварктың Хиггс бозонымен өте жоғары энергияда күшті байланыста екенін көрсетеді, бұл Хиггс Юкава жұпталуының Ландау полюсіне сәйкес келеді. Бұл жоғары масштабта байланысқан Хиггс пайда болады, ал «инфрақызылда» байланыс қайта қалыпқа келтіру тобы арқылы өлшенген бірлікке жуық мәніне дейін төмендейді. Стандартты модельдің қайта қалыпқа келтіру тобының тұрақты нүктесі бойынша болжамы шамамен 220 ГэВ, ал байқалған жоғарғы кварк массасы осы болжамнан шамамен 20% төмен. Ең қарапайым жоғарғы кварк конденсация модельдері қазір 125 ГэВ массалық шкаладағы Хиггс бозонының LHC-де табылуымен жоққа шығарылды. Дегенмен, теорияның кеңейтілген нұсқалары, қосымша бөлшектерді енгізу арқылы, байқалған жоғарғы кварк және Хиггс бозоны массаларымен сәйкес болуы мүмкін.
The ‘infrared’ fixed point originally predicted that the top quark would be heavy, contrary to the prevailing view of the early 1980s. Indeed, the top quark was discovered in 1995 at the large mass of 174 GeV. The infrared fixed point implies that it is strongly coupled to the Higgs boson at very high energies, corresponding to the Landau pole of the Higgs Yukawa coupling. At this high scale a bound state Higgs forms, and in the ‘infrared’, the coupling relaxes to its measured value of order unity by the renormalization group. The Standard Model renormalization group fixed point prediction
is about 220 GeV, and the observed top mass is roughly 20% lower than this prediction. The simplest top condensation models are now ruled out by the LHC discovery of the Higgs boson at a mass scale of 125 GeV. However, extended versions of the theory, introducing more particles, can be consistent with the observed top quark and Higgs boson masses.
Болашақ
Құрама Хиггс бозоны Топколор модельдерінде табиғи түрде пайда болады, бұл модельдер кванттық хромодинамикаға ұқсас жаңа күшті қолдана отырып, стандартты модельді кеңейтеді. Табиғи болуы үшін, артық реттеулерді болдырмау (яғни Хиггс массасын үлкен сәулелену түзетулерінен тұрақтандыру үшін), теория салыстырмалы түрде төмен энергиялық деңгейде жаңа физиканы талап етеді. Мысалы, жаңа физиканы 10 ТэВ деңгейіне орналастырса, модель жоғарғы кварктің байқалғаннан әлдеқайда ауыр болатынын болжайды (шамамен 600 ГэВ, ал байқалған 171 ГэВ). Topcolor негізіндегі Top Seesaw модельдері бұл қиындықтан құтылуға көмектеседі. Егер стандартты модельден тыс көптеген қосымша Хиггс скалярлары болса, болжанған жоғарғы кварк массасы белгілі бір мәнмен жақсырақ сәйкес келеді. Бұл LHC және оның жаңартуларымен зерттеуге болатын жаңа құрама Хиггс өрістерінің бай спектроскопиясын көрсетеді. Жоғарғы кваркпен тығыз байланысты құрама Хиггс бозонының жалпы идеясы әлі де қызығушылық тудырады, бірақ толық ерекшеліктері әлі толыққанды түсініксіз.