[論文レビュー] (Near) Conformal Technicolor: What is really new?

Francesco Sannino|ArXiv.org|Jun 22, 2008

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 27被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、フェルミオン的物質を有するSU(N)規範理論の相図を調査し、動的な電弱対称性の spontaneously broken を実現する可能性のあるモデルを同定する。近似的に共形的な技術色理論（特に部分的にゲージされた技術色理論：PGT）が最も有望な候補であると提唱し、共形技術色理論が最も単純なPGTモデルと等価であることを示している。主な制約条件は、全順序β関数と共形ウィンドウ解析に基づく。

ABSTRACT

The knowledge of the phase diagram of strongly coupled theories as function of the number of colors, flavors and matter representation plays a fundamental role when constructing viable extensions of the standard model (SM) featuring dynamical electroweak symmetry breaking. Here I summarize the state-of-the-art of the phase diagram for SU(N) gauge theories with fermionic matter transforming according to arbitrary representations of the underlying gauge group. I critically report on the latest results from first principle lattice simulations and then review the principal models of (near) conformal technicolor such as (Next) Minimal Walking Technicolor (MWT) and Partially Gauged Technicolor (PGT). I finally show that the incarnation of the conformal technicolor model is nothing but the simplest PGT model.

研究の動機と目的

• フェルミオンが任意の表現で存在するSU(N)規範理論の相図を、特に共形ウィンドウに注目してマッピングすること。
• 電弱精度測定と矛盾する従来の技術色理論の限界を解決すること。
• QCDに類似した理論を超えた、実現可能な動的電弱対称性の spontaneously broken モデルを同定すること。
• 共形技術色理論と部分的にゲージされた技術色理論（PGT）フレームワークとの関係を確立すること。
• フェアラー変換中性荷の非摂動的効果を引き起こさずに、トップクォーク質量を生成する現象論的妥当なメカニズムを提供すること。

提案手法

• 非超対称SU(N)規範理論にフェルミオン的物質を含む全順序β関数を用い、NSVZβ関数にインspiredされたものである。
• β関数を用いて、走る結合定数と混合次元γを分析することで、共形ウィンドウを制約する。
• 次元D(ψ̄ψ) ≥ 1のユニタリティ制約を用いて、臨界フェルミオン数の境界を導出する。
• γ = 2の条件により共形ウィンドウを評価し、N_f^II = (11/8) C_2(G)/T(r) を得る。これは共形性の上限を規定する。
• 電弱群において1つの技術クォークダブルットのみをゲージ化し、他のダブルットをスカラーとみなすことでPGTモデルを構築する。
• 不要な大域対称性を破り、電弱スケールを生成するために、弱くゲージ化されていないフェルミオンに明示的な質量項を導入する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 フェルミオンが任意の表現で存在するSU(N)規範理論の共形ウィンドウのサイズは何か？
• RQ2 全順序β関数と混合次元γは、赤外固定点の存在をどのように制約するか？
• RQ3 部分的にゲージされた技術色理論（PGT）モデルは、実現可能な動的電弱対称性の spontaneously broken のシナリオを実現できるか？
• RQ4 共形技術色理論は特定のPGTモデルと等価であるか？その場合、どのような条件下か？
• RQ5 近似的に共形的な理論において、大きなフェアラー変換中性荷を引き起こさずにトップクォーク質量をどのように生成できるか？

主な発見

• 共形ウィンドウは、D(ψ̄ψ) ≥ 1のユニタリティ境界から導かれるN_f^II = (11/8) C_2(G)/T(r) で規定される。
• 最も単純なPGTモデルは共形技術色理論と等価であり、電弱対称性の spontaneously broken は1つのゲージ化された技術クォークダブルットによって駆動される。
• 偶数個の技術フェルミオンダブルット（例：3技術色の場合）を用いることで、Wittenの異常を回避できる。
• 共形理論でさえも、非弱くゲージ化されたフェルミオンに質量項を導入することで大域対称性を破り、電弱スケールを生成する必要がある。
• 全順序β関数は、ラダーアプロキマションやACS予想といった従来の手法よりも、相図に対するより信頼性の高い制約を与える。
• 3つの技術色と2次元対称表現のフェルミオンを有する理論は実現可能であり、トポロジカル異常を回避し、ゴルドストーンボソンは3つに限られる。