[论文解读] Mass Generation in the Standard Model without Dynamical Higgs Field

Marek Pawłowski, R. Rączka+1 more|ArXiv.org|Mar 17, 1994

Computational Physics and Python Applications被引用 3

一句话总结

本文提出了一种在标准模型中不依赖动力Higgs场的大量生成机制，通过将规范对称性扩展为包含局部共形不变性。通过将相互作用限制为共形不变项，并施加幺正性和共形规范条件，Higgs双plet的四个分量全部被消除，但向量 boson、费米子和夸克的质量仍通过与传统标准模型相同的公式获得，从而实现了无需自发对称性自发破缺或物理Higgs玻色子的质量生成。

ABSTRACT

We call attention to the fact that the gauge symmetry $SU(3) imes SU(2)_{_L} imes U(1)$ of the Standard Model can be easily and naturally extended by the local conformal symmetry connected with the possibility of choosing the local length scale. Restricting the admissible interactions to the lowest order conformal invariant interactions one gets the unique form of total lagrangian. It contains all Standard Model fields and gravitational interaction. Using the unitary and the conformal gauge conditions we can eliminate all four real components of the Higgs doublet in this model. However the masses of vector mesons, leptons and quarks are automatically generated and are given by the same formulas as in the conventional Standard Model. In this manner one gets the mass generation without the mechanism of spontaneous symmetry breaking and without the remaining real dynamical Higgs field.

研究动机与目标

• 探索标准模型中不依赖动力Higgs场的质量生成替代机制。
• 研究局部共形对称性是否可作为构建标准模型场与引力一致规范场论的基础。
• 证明向量 boson、轻子和夸克可在无需自发对称性破缺或物理Higgs标量粒子的情况下获得质量。
• 表明包含引力的完整标准模型拉格朗日量可从共形不变性和最低阶相互作用约束推导得出。

提出的方法

• 将标准模型规范群 $SU(3)\times SU(2)_L\times U(1)$ 扩展，引入局部共形对称性，从而允许局部位移长度尺度的缩放。
• 将相互作用拉格朗日量限制为仅包含在局部共形变换下不变的项，确保作用量层面的共形不变性。
• 施加幺正性和共形规范条件，以消除Higgs双plet的全部四个实分量，从而将Higgs场从物理谱中彻底移除。
• 推导出包含所有标准模型场和引力相互作用的完整拉格朗日量，受共形不变性和最低阶可重整化约束。
• 使用规范固定程序消除非物理自由度，同时保持理论的物理内容。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否在不依赖动力Higgs场的情况下实现标准模型中的质量生成？
• RQ2 引入局部共形对称性是否能导出标准模型拉格朗日量的一致且唯一的表述？
• RQ3 是否可通过规范固定完全消除Higgs双plet而不破坏规范 boson 和费米子质量生成的一致性？
• RQ4 在此共形框架下，向量 boson、轻子和夸克的质量公式是否与传统标准模型中的公式一致？

主要发现

• 包含引力的完整标准模型拉格朗日量，由共形不变性和最低阶相互作用约束唯一确定。
• 通过施加幺正性和共形规范条件，Higgs双plet的全部四个分量均从物理谱中被移除。
• 向量 boson、轻子和夸克的质量自动生成，并与Higgs机制推导出的标准公式完全一致。
• 该机制实现了无需自发对称性破缺或物理Higgs标量粒子的质量生成。