Введение

В физике частиц проблема дублет-триплетного (расщепления) является проблемой некоторых Великих объединенных теорий, таких как SU(5), SO(10). Великие объединенные теории предсказывают, что бозоны Хиггса (дублеты) возникают из представлений объединенной группы, содержащих другие состояния, в частности, состояния, являющиеся цветными триплетами. Основная проблема, связанная с этими цветными триплетными бозонами Хиггса, заключается в том, что они могут вызывать распад протона в суперсимметричных теориях, который подавляется лишь двумя степенями шкалы Великого объединения (то есть они являются 5-мерными суперсимметричными операторами). Помимо вызывания распада протона, они изменяют объединение констант связи. Проблема дублет-триплетного расщепления заключается в вопросе: "что обеспечивает легкость дублетов, в то время как триплеты тяжелы?"

Отсутствие механизма партнерства

Одно из решений проблемы расщепления дублетов и триплетов (DTS) в контексте суперсимметрии, предложенное в работах [имя работы 1] и [имя работы 2], называется механизмом отсутствующего партнера (MPM). Основная идея заключается в том, что в дополнение к обычным полям существуют два дополнительных хиральных суперполя, и . Следует отметить, что распадается следующим образом относительно группы калибровочных симметрий Стандартной модели (SM):

которая не содержит поля, способного взаимодействовать с дублетами или . По причинам, связанным с теорией групп, должна быть нарушена посредством вместо обычного , по крайней мере, на уровне перенормируемости. Суперпотенциал в этом случае имеет вид:

После нарушения симметрии до SM цветовой триплет может стать сверхтяжелым, подавляя распад протона, в то время как бозон Хиггса SM – нет. Следует отметить, что, тем не менее, бозону Хиггса SM необходимо приобрести массу для корректного воспроизведения электрослабой теории. Важно отметить, что, хотя MPM и решает проблему DTS, он склонен делать модели непертурбативными непосредственно над масштабом GUT. Эта проблема решается механизмом двойного отсутствующего партнера.

Механизм Димопулоса-Уилчека

В теории SO(10) существует потенциальное решение проблемы расщепления дублета и триплета, известное как механизм Димопулоса — Уилчека. В SO(10) присоединенное поле приобретает вакуумное ожидаемое значение вида , которое придает массы дублету и триплету Хиггса соответственно, и эти массы независимы друг от друга, поскольку для любых их возможных значений поле остается без следа. Если , то дублет Хиггса остается безмассовым. Это очень похоже на способ расщепления дублета и триплета в теориях великого объединения с более высокой размерностью или в теории струн. Однако для обеспечения выравнивания VEV в этом направлении (и при этом сохранения остальных деталей модели) часто требуются весьма искусственные построения.

Протонный распад

Несуперсимметричные теории испытывают квартичные радиационные поправки к квадрату массы электрослабого бозона Хиггса (см. проблему иерархии). В присутствии суперсимметрии масса триплетного хигксино должна превышать масштаб GUT, чтобы предотвратить распад протона, поскольку он генерирует операторы размерности 5 в MSSM; недостаточно просто требовать, чтобы триплет имел массу, сравнимую с масштабом GUT.