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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展
          2020-06-29  【 】【打印】【關閉

            在粒子物理標準模型中,希格斯粒子是唯一自旋為0的標量粒子,它解釋了各種基本粒子的質量起源,因此十分重要,也被稱為“上帝粒子”。希格斯粒子的質量項存在量子輻射修正,并極其依賴于極高能新物理能標,因此希格斯粒子勢能存在極端精細調節的問題,也叫做規范等級問題。規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,發現這一對稱性并不需要手動放入理論中,而是在理論的構造中能夠在低能下自然出現。這一對稱性可以應用于復合希格斯、額外維度模型等。在復合希格斯模型框架下,在整體對稱性的自發破缺G/H后,如果理論在邊界(高能標)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勢能電弱能標下有最大對稱性。這可以完美的應用到標準模型的復合擴展,并由于費米子的安排(見圖中兩種具體的實現方式)使得對稱性增強,從而產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展到N-site晶格結構,或者通過AdS/CFT框架在額外維度下自然實現。 

            這一研究發表在最新的Phys.Rev.Lett. 124 (2020) 24, 241801上。這種在理論中自然突現的對稱性可以解決希格斯的規范等級問題,預言輻射修正下有限穩定的希格斯的勢能,同時減小理論的精細調節的程度。這一類自然突現的對稱性也可能擴展到其他的物理情形,甚至于低維凝聚態體系。  

            本研究得到了國家自然科學基金委重大項目,面上項目,中國-以色列國際合作項目,彭桓武理論物理創新研究中心,以及中科院戰略先導專項B的支持。 

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

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