MONOPOLO MAGNETICO ELETTRODEBOLE

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Da quando P.A.M. Dirac per la prima volta considerò la possibile esistenza di monopoli magnetici nella QED (Elettrodinamica quantistica) e Julian Schwinger estese le sue considerazioni ai dioni i fisici teorici hanno esplorato la possibile esistenza di monopoli magnetici e dioni di energia finita , cercando di stimare le loro masse. Come sottolineato da Gerard T’Hooft e Polyakov, uno scenario molto plausibile è che la QED è incorporata in un gruppo semisemplice unito da un accoppiamento g. Nel qual caso, il nucleo di un monopolo/dione viene regolarizzato e la sua massa è finita e O(V)/g, dove V è il VEV del campo scalare della teoria elettrodebole (che oggi conosciamo come bosone di Brout-Englert-Higgs) che rompe la simmetria del gruppo in fattori, tra gruppo U(1) con un fattore componente U(1)em. Tuttavia, la fisica della scala elettrodebole è una parte molto bene descritta dal Modello Standard, che possiede una struttura di gruppo di simmetria SU(2)xU(1) che non ammette monopoli magnetici o dioni, a meno che la simmetria venga in qualche modo modificata. La questione che si pone, quindi, è quella che sembra non vi sia alcuna modifica del Modello Standard che potrebbe contenere una soluzione tipo monopolo magnetico o dione con una massa O(V)/g, dove g è il tipo di accoppiamento al Modello Standard e O(V) il VeV del campo di Brout-Englert-Higgs del Modello Standard. Data questa premessa, Recentemente, uno studio teorico di Cho, Kim e Yoon [1] ha proposto un nuovo scenario per la modifica del Modello Standard che comprende un accoppiamento non-minimale del bosone di Higgs (o BEH) per il quadrato della sua forza da U(1). La funzione di accoppiamento viene normalizzata in modo tale da ripristinare la normalizzazione convenzionale del campo di gauge del gruppo U(1) nel vuoto elettrodebole. Inoltre, al fine di ottenere soluzioni dioniche con energia finita, l’accoppiamento svanirebbe nel limite zero del campo , in modo da regolarizzare l’integrale dell’energia all’origine. In sostanza, Cho-Kim-Yoon creano la possibilità di un monopolo magnetico o dione di enerrgia finita postulando un accoppiamento efficace al campo U(1) e i limiti sia per l’accoppiamento g che per il campo. Gli autori di [1] non discutono del settore ultravioletto del Modello Standard che potrebbe condurre ad un tale comportamento. Non lo fanno nemmeno gli autori del più recente lavoro teorico in [2], i quali sono interessati alla questione della massa di un monopolo elettrodebole e come essa potrebbe essere regolarizzata con un valore sufficientemente basso per essere prodotto in coppie nell’acceleratore LHC del CERN di Ginevra quindi accessibile, in linea di principio agli esperimenti. Nel limite delle loro argomentazioni, gli autori in [2] trovano che il predetto monopolo magnetico elettrodebole potrebbe avere una massa minore di 5.5 TeV, in modo da poter essere accoppiato agli esperimenti per esso accessibili.

Bibliografia.
[1] Y.M. Cho, K. Kim, J.H. Yoon, in Euro. Phys. J. C75 (2) (2015), pag. 67 ; ibidem ePRINT: arXiv: 1305,1699 [HEP-ph];
[2] John Ellis, Nick E. Mavromatos e Tevong You, in Physics Letters B756, 10 Maggio 2016, pp. 29-35.

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