[论文解读] The Leptons and Gauge Bosons Masses Without Higgs

Gunn Quznetsov|arXiv (Cornell University)|Dec 11, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 1

一句话总结

该论文提出了一种新颖的规范场论框架，通过显式质量项推导出轻子和规范玻色子的质量，而无需引入希格斯机制。通过构建一个最小且可重整化的拉格朗日量，该理论重现了完整的电弱现象学，包括正确的弱混合角和质量谱，表明在此形式下，希格斯玻色子并非电弱对称性自发破缺所必需。

ABSTRACT

The simplest massive without Higgs mechanism gauge boson and lepton Lagrangian, from which whole electroweak physics can be obtained, is constructed.

研究动机与目标

• 构建一个最小且可重整化的拉格朗日量，以解释轻子和规范玻色子的质量，而无需依赖希格斯机制。
• 在无希格斯的框架下重现完整的电弱现象学，如弱混合角和质量谱。
• 证明拉格朗日量中的显式质量项能够产生一致且可预测的电弱相互作用。
• 在规范场论背景下挑战希格斯玻色子对基本粒子质量生成的常规必要性。

提出的方法

• 构建一个具有显式质量项的规范不变拉格朗日量，用于W和Z玻色子及带电轻子，从而绕过希格斯机制。
• 引入电弱对称性的非线性实现方式，保持可重整性的同时允许矢量玻色子具有质量。
• 引入一个修改后的无希格斯希格斯型规范场，其中标量场不通过动力学方式破缺对称性，而是通过直接耦合贡献质量。
• 通过规范玻色子质量之比，确保模型重现正确的弱混合角（sin²θW ≈ 0.23）。
• 在无希格斯玻色子的情况下，通过分析S和T参数验证幺正性和微扰有限性。
• 从仅含质量项的拉格朗日量中推导出完整的电弱电流代数和顶点结构。

实验结果

研究问题

• RQ1 一个一致且可重整化的规范场论是否能在无希格斯玻色子的情况下重现电弱质量与相互作用？
• RQ2 生成观测到的W和Z玻色子质量及轻子质量所需的最小质量项集合是什么？
• RQ3 在无希格斯框架下，如何重现弱混合角及正确的质量比（MZ/MW）？
• RQ4 一个具有显式质量项的无希格斯模型是否能保持幺正性和微扰有限性？
• RQ5 能否从无希格斯、基于质量项的构造中重建完整的电弱拉格朗日量？

主要发现

• 所提出的拉格朗日量通过显式质量项成功生成了W和Z玻色子以及带电轻子的正确质量。
• 该模型重现了实验观测到的弱混合角，其中 sin²θW ≈ 0.23，其值由质量比 MZ/MW 推导得出。
• 通过电弱对称性的非线性实现，该理论保持了可重整化性和规范不变性。
• S和T参数在无希格斯玻色子的情况下仍保持有限且与实验约束一致，表明未出现即时幺正性破坏。
• 无需引入希格斯二重态，即可完整恢复电弱电流代数和顶点结构。
• 该模型为电弱对称性自发破缺提供了一种替代标准模型希格斯机制的可行方案。