Teoria Peccei-Quinn
În fizica particulelor, teoria Peccei-Quinn este cea mai importantă teorie dezvoltată pentru a explica eșecul experimental de a găsi încălcarea simetriei CP prezisă de cromodinamica cuantică ( puternică problemă CP ).
A fost propusă de Roberto Peccei și Helen Quinn în 1977 și implică existența unui nou tip de particulă fără masă numită axion .
Fundamente
Putem adăuga la Lagrangian al QCD un termen, dependent de un parametru numit θ, care încalcă simetria CP. Cu toate acestea, efectele unui astfel de termen nu au fost niciodată detectate experimental, indicând că probabil θ trebuie să fie zero sau foarte mic și că simetria nu este de fapt încălcată. Soluția acestei probleme, adică non-încălcarea simetriei CP în interacțiunea puternică , prevăzută la nivel teoretic (așa-numita problemă CP puternică ), coincide cu explicația pentru anularea lui θ.
Peccei și Quinn au propus că θ ar fi putut proveni dintr-un câmp dinamic, mai degrabă decât să fie o constantă. Deoarece în teoria cuantică a câmpurilor , fiecare câmp produce o particulă, acest câmp trebuie să corespundă unei particule care a fost numită axion . Potențialul asociat cu acest câmp determină dispariția valorii sale de așteptare în vid ( VEV ), provocând în consecință dispariția parametrului θ.
Simetria lui Peccei și Quinn este o simetrie globală U (1), sub care se încarcă un câmp scalar generic complex. Simetria este spartă în mod spontan de valoarea de așteptare non-zero obținută din acest câmp scalar, iar axiunea este bosonul Goldstone asociat cu această rupere a simetriei. Dacă simetria este, de asemenea, o simetrie gauge, atunci axiunea este consumată de bosonul gauge , adică bosonul gauge devine masiv făcând ca axiunea să dispară ca un grad fizic de libertate (vezi mecanismul Higgs ). Acest efect este de dorit fenomenologic, deoarece șterge o particulă fără masă care altfel ar fi trebuit deja observată experimental.
Surse
- Roberto Peccei, Helen Quinn, Physical Review Letters , 38 (1977) p. 1440.
- R. Peccei, H. Quinn, Physical Review , D16 (1977) p. 1791-1797.
