Alternativas al modelo de Higgs estándar

Los modelos alternativos al modelo estándar de Higgs son modelos que muchos físicos de partículas consideran para resolver algunos de los problemas existentes del bosón de Higgs . Dos de los modelos más investigados actualmente son la trivialidad cuántica y el problema de la jerarquía de Higgs .

En física de partículas , las partículas elementales y las fuerzas dan origen al mundo que nos rodea. Los físicos explican el comportamiento de estas partículas y cómo interactúan utilizando el Modelo Estándar , un marco ampliamente aceptado que se cree que explica la mayor parte del mundo que observamos. ^{[ 1 ]} Inicialmente, cuando se desarrollaban y probaban estos modelos, parecía que las matemáticas que los sustentaban, que eran satisfactorias en áreas ya probadas, también impedirían que las partículas elementales tuvieran masa , lo que demostraba claramente que estos modelos iniciales eran incompletos. En 1964, tres grupos de físicos publicaron casi simultáneamente artículos que describían cómo se podía otorgar masa a estas partículas, utilizando enfoques conocidos como ruptura de simetría . Este enfoque permitió que las partículas adquirieran masa, sin romper otras partes de la teoría de la física de partículas que ya se consideraban razonablemente correctas. Esta idea se conoció como el mecanismo de Higgs , y experimentos posteriores confirmaron que dicho mecanismo existe, pero no pudieron mostrar exactamente cómo ocurre.

La teoría más simple sobre cómo se produce este efecto en la naturaleza, y la que se incorporó al Modelo Estándar, postulaba que si uno o más de un tipo particular de " campo " (conocido como campo de Higgs ) impregnaran el espacio y pudieran interactuar con partículas elementales de una manera específica, esto daría lugar a un mecanismo de Higgs en la naturaleza. En el Modelo Estándar básico existe un campo y un bosón de Higgs asociado; en algunas extensiones del Modelo Estándar existen múltiples campos y múltiples bosones de Higgs. ^{[ 2 ]}

Desde que se propuso el campo y el bosón de Higgs para explicar el origen de la ruptura de simetría, se han planteado diversas alternativas que sugieren cómo podría ocurrir un mecanismo de ruptura de simetría sin la existencia de un campo de Higgs. Los modelos que no incluyen un campo de Higgs ni un bosón de Higgs se conocen como modelos sin Higgs. En estos modelos, la dinámica de interacción fuerte, en lugar de un campo adicional (de Higgs), produce el valor esperado del vacío distinto de cero que rompe la simetría electrodébil.

Una lista parcial de alternativas propuestas a un campo de Higgs como fuente de ruptura de simetría incluye:

• Los modelos Technicolor rompen la simetría electrodébil a través de nuevas interacciones de gauge, que originalmente se modelaron en cromodinámica cuántica . ^{[ 3 ] [ 4 ]}
• Los modelos extradimensionales sin Higgs utilizan la quinta componente de los campos de gauge para desempeñar el papel de los campos de Higgs. Es posible producir una ruptura de la simetría electrodébil imponiendo ciertas condiciones de contorno en los campos extradimensionales, aumentando la escala de ruptura de la unitariedad hasta la escala de energía de la dimensión extra. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Mediante la correspondencia AdS/QCD, este modelo puede relacionarse con modelos tecnicolor y con modelos "UnHiggs" en los que el campo de Higgs es de naturaleza no particulada . ^{[ 7 ]}
• Modelos de bosones vectoriales compuestos W y Z. ^{[ 8 ] [ 9 ]}
• Condensado de quark top .
• « Calibración de Weyl unitaria ». Al añadir un término gravitacional adecuado a la acción del modelo estándar en el espaciotiempo curvo, la teoría desarrolla una invariancia conforme (de Weyl) local. La calibración conforme se fija eligiendo una escala de masa de referencia basada en la constante de acoplamiento gravitacional. Este enfoque genera las masas de los bosones vectoriales y los campos de materia de forma similar al mecanismo de Higgs, sin la ruptura espontánea de simetría tradicional. ^{[ 10 ]}
• Interacciones débiles asintóticamente seguras ^{[ 11 ] [ 12 ]} basadas en algunos modelos sigma no lineales. ^{[ 13 ]}
• Preón y modelos inspirados en preones como el modelo de cinta de partículas del Modelo Estándar de Sundance Bilson-Thompson , basado en la teoría de trenzas y compatible con la gravedad cuántica de lazos y teorías similares. ^{[ 14 ]} Este modelo no solo explica la masa sino que lleva a una interpretación de la carga eléctrica como una magnitud topológica (torsiones transportadas en las cintas individuales) y la carga de color como modos de torsión.
• Ruptura de simetría impulsada por dinámicas de no equilibrio de campos cuánticos por encima de la escala electrodébil. ^{[ 15 ] [ 16 ]}
• Física de partículas no-intrínsecas y el bosón de Higgs no-intrínseco. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Estos son modelos que postulan que el sector de Higgs y el bosón de Higgs son invariantes de escala, también conocido como física de partículas no-intrínsecas.
• En la teoría del vacío superfluido, las masas de partículas elementales pueden surgir como resultado de la interacción con el vacío físico , de manera similar al mecanismo de generación de brechas en los superconductores . ^{[ 19 ] [ 20 ]}
• Completación UV por clasicización, en la que la unitarización de la dispersión WW se produce mediante la creación de configuraciones clásicas. ^{[ 21 ]}

• Modelos compuestos de Higgs

• Modelo sin Higgs en arxiv.org