Кіріспе
Өздігінен симметрия бұзылғаннан кейін сақталатын симметрия, бөлшектер физикасында, теорияның кейбір қасиеттерін жоғары дәрежелі радиациялық түзетулердің бұзылуына кедергі келтіретін симметрия "қорғаушы симметрия" деп аталады.
In particle physics, a symmetry that remains after spontaneous symmetry breaking that can prevent higher order radiative corrections from spoiling some property of a theory is called a custodial symmetry.
Мотивация
Стандартты модельдегі бөлшектер физикасында күзетші симметриясы – бұл Хиггс потенциалының, әлсіз өзара әрекеттесудің негізгі SU(2)×U(1) өлшегіш симметриясынан тыс қалған жаһандық SU(2) симметриясы. Ол спонтанды симметрия бұзылудан кейін жоғары реттік радиациялық түзетулердің стандартты модель параметрін ≈ 1-ден ауырып кетуіне кедергі келтіреді. (Ескерту: бұл әлсіз бозон массалары мен Вайнберг бұрышы арақатынасын көрсетеді). Хиггс секторында бір немесе бірнеше электроәлсіз Хиггс дублеттері болған жағдайда, Λ шкаласында Стандартты модельден тыс физикамен туындайтын тиімді әрекеттесу мүшесі Пескин-Такэучи T параметріне әсер етеді. Қазіргі дәлдік электроәлсіз өлшемдер Λ-ның мәнін бірнеше ТэВ-тан жоғарылайды. Дегенмен, өлшегіш иерархиялық проблеманы шешу әрекеттері көбінесе осы шкаладан төмен жаңа бөлшектерді енгізуді талап етеді.
Current precision electroweak measurements restrict Λ to more than a few TeV. Attempts to solve the gauge hierarchy problem generically require the addition of new particles below that scale, however.
Қамқорлық симметриясы дегеніміз не?
Электр әлсіз симметрия бұзылуына дейін Хиггс потенциалында жалпы SU(2)xSU(2) симметриясы болған, ол электр әлсіз симметрия бұзылғаннан кейін тек SU(2) симметриясына дейін бұзылады. Осы қалған симметрия сақтау симметриясы деп аталады. Юкава байланыстары бірдей болса, яғни Yu=Yd және гиперзаряд байланысы нөлге тең болса, стандартты модельдің толық лагранжианы сақтау симметриялы болар еді. Сақтау симметриясын бұзатын жаңа терминдерді қосып, стандартты модельден тыс әсерлерді қарастыру өте маңызды.
Құрылыс
Терминнің пайда болуын болдырмаудың ең тиімді жолы – Хиггс секторына әсер ететін шамамен симметрия енгізу. Хиггс дублетіне дәл әсер ететін өлшенген SU(2)W-ға қосымша, біз тағы бір жаһандық SU(2)R симметриясын енгіземіз, ол да Хиггс дублетіне әсер етеді. Хиггс дублеті енді SU(2)L × SU(2)R-дің төрт нақты компоненті бар (2,2) нақты өкілдігі болып табылады. Мұнда біз стандартты конвенция бойынша W-ді L деп қайта атадық. ("L" әріпі "сол" дегенді білдіреді, себебі әлсіз өзара әрекеттесу фермиондық бостандық дәрежесінің "сол қолды" компоненттерімен ғана байланысады, сондай-ақ SU(2)L Хиггс матрицасына сол жақтан әсер етеді; керісінше, SU(2)R оң жақтан әсер етеді.) Мұндай симметрия, әлсінше, Хиггс кинетикалық мүшелерін, мысалы, немесе тахиондық масса мүшелерін, мысалы, немесе өзін-өзі байланыстыру мүшелерін, мысалы, (әдемі!) тыйымдамайды, бірақ … мүмкіндігін болдырмайды. Мұндай SU(2)R симметриясы ешқашан дәл және бұзылмаған күйде болмайды, өйткені әйтпесе жоғары және төмен типтегі Юкава байланыстары дәл бірдей болады. SU(2)R гиперзаряд U(1)Y симметриясын өзіне бейімдемейді, бірақ гиперзарядтың өлшегіштік байланыс күші шағын және ол нөлге жақындағанда, бізде мәселе болмайды. U(1)Y әлсіз өлшенген деп есептеледі және бұл SU(2)R-ді анық бұзады. Хиггс дублеті нөлден өзгеше вакуумдық күту мәнін алғаннан кейін, (шамамен) SU(2)L × SU(2)R симметриясы өздігінен (шамамен) диагональды SU(2)V кіші тобына бұзылады. Бұл шамамен симметрия «күзетші симметриясы» деп аталады.
Such an SU(2)R symmetry can never be exact and unbroken because otherwise, the up type and the down type Yukawa couplings will be exactly identical. SU(2)R does not map the hypercharge symmetry U(1)Y to itself but the hypercharge gauge coupling strength is small and in the limit as it goes to zero, we won't have a problem. U(1)Y is said to be weakly gauged and this explicitly breaks SU(2)R.
After the Higgs doublet acquires a nonzero vacuum expectation value, the (approximate) SU(2)L × SU(2)R symmetry is spontaneously broken to the (approximate) diagonal subgroup SU(2)V. This approximate symmetry is called the custodial symmetry.