↓Siirry pääsisältöön

4. Higgsin kenttä ja massan synty

Tausta ja bosoni #

Higgsin kentällä on ei-nolla tyhjiöodotusarvo; Higgsin bosoni on tämän taustan ympärillä oleva viritys. Tavallinen puutason potentiaali on

V(H)=−μ2H†H+λ(H†H)2,μ2>0, λ>0.V(H)=-\mu^2H^\dagger H+\lambda(H^\dagger H)^2,\qquad \mu^2>0,\ \lambda>0.

Minimit eivät ole kentän nollakohdassa. Kentän odotusarvo ja tyhjiön energiatiheys ovat eri suureita. Mekanismi ei ole kitkaa eikä kentästä lainattuja energiapaketteja.

Kytkennöistä massoihin #

Luonnollisissa yksiköissä puutasolla

mW=gv2,mZ=vg2+g′22,mf=yfv2.m_W=\frac{gv}{2},\quad m_Z=\frac{v\sqrt{g^2+g'^2}}2,\quad m_f=\frac{y_fv}{\sqrt2}.

g ja g′ ovat mittakytkentöjä, yf Yukawa-kytkentä ja v≈246,22 GeV. Säteilykorjaukset ovat tarpeen tarkoissa vertailuissa. Ylös-tyyppiset kvarkit käyttävät konjugoitua Higgsin dublettia. Sähkömagneettinen mittakombinaatio jää massattomaksi fotoniksi.

Elektronille yₑ≈2,94×10⁻⁶. Standardimalli käyttää tätä pientä lukua syötteenä, mutta ei selitä sen suuruutta. ATLAS ja CMS löysivät vuonna 2012 noin 125 GeV:n bosonin. Higgsin mekanismi antaa kvarkeille massaparametrit; suurin osa nukleonimassasta syntyy QCD-dynamiikasta.

Reaalisen Higgs-kentän potentiaalin leikkaus. Minimit ovat kohdissa φ/v = ±1; käyrä nousee niiden ulkopuolella.
Reaalisen Higgs-kentän potentiaalin leikkaus. Minimit ovat kohdissa φ/v = ±1; käyrä nousee niiden ulkopuolella.

Lähteet ja lisälukeminen #

Sisällys · Edellinen luku · Seuraava luku