[論文レビュー] Electroweak theory without spontaneous symmetry breaking II

Andreas Aste, Michael Dütsch+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 9, 1996

Quantum Mechanics and Applications被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、電弱理論のゲージ不変形式を、高次ゲージ不変性条件からフェルミオンのカップリングおよびヒッグス項を純粋に導出することによって拡張し、自明にゲージ不変な質量付き理論を構築することで、対称性の自発的破れを用いずに標準模型を再現する。

ABSTRACT

A recent construction of the electroweak theory, based on quantum gauge invariance alone, is extended to the general case of more generations of fermions with arbitrary mixing. The conditions implied by second order gauge invariance lead to an isolated solution for the fermionic couplings in agreement with the standard model. Third order gauge invariance determines the Higgs potential. The resulting massive gauge theory is manifestly gauge invariant, after construction.

研究の動機と目的

• 対称性の自発的破れに依存せず、量子ゲージ不変性のみに依拠して一貫性のある電弱理論を構築すること。
• フェルミオンの複数世代および任意の混合角を含む理論への一般化。
• 高次ゲージ不変性条件を用いてフェルミオンカップリングおよびヒッグス項を決定すること。
• 構築後、明示的にゲージ不変性を保つ質量付き電弱理論の形式を達成すること。

提案手法

• 第二階のゲージ不変性からフェルミオンカップリングを導出し、標準模型と完全に一致する一意の解が得られる。
• 第三階のゲージ不変性を適用してヒッグス項の構造を制約し、固定する。
• すべての階数でゲージ不変性を満たす要請により、任意のパrameterを排除する。
• 対称性の自発的破れを避けるために、ゲージ対称性を保存する形で理論を構築する。
• 形式を複数のフェルミオン世代および任意の混合行列へ拡張する。
• 最終的な理論が構成上自明にゲージ不変性を満たすように保証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ゲージ不変性のみを用いて、対称性の自発的破れを用いずに電弱理論を一貫して定式化できるか？
• RQ2 第二階のゲージ不変性条件は、複数世代のフレームワークにおいてフェルミオンカップリングをどのように制約するか？
• RQ3 第三階のゲージ不変性はヒッグス項の構造を決定する上で果たす役割は何か？
• RQ4 対称性に基づく制約のみで、明示的にゲージ不変な質量付きゲージ理論を達成できるか？
• RQ5 得られる理論はヒッグス機構を導入せず、標準模型の物性現象を再現できるか？

主な発見

• 第二階のゲージ不変性は、フェルミオンカップリングが標準模型と完全に一致することを一意に決定する。
• 第三階のゲージ不変性は、ヒッグス項を標準的な四次形式に固定する。
• 構築後、対称性の自発的破れを必要とせず、理論が明示的にゲージ不変性を満たす。
• 形式は複数世代および任意の混合行列へ成功裏に一般化される。
• ヒッグス機構を導入せず、電弱理論の完全な構造が再現される。
• 構築の過程から、標準模型の構造が対称性の破れを用いず、ゲージ不変性のみから導かれることが示された。