بررسی بخش هیگز در نظریات ابرتقارنی

در فصل اول نگاهی به مدل استاندارد و علی الخصوص بخش هیگزآن داشتیم. سپس با ذکر برخی از ناکارآمدیهای مدل استاندارد در انرژی های بالا،متوجه ضرورت قدم نهادن در حیطه ی ماورای مدل استاندارد شدیم. مدل استاندارد در توصیف ذرات شناخته شده بنیادی بسیار کارآمد است. بخش هیگز مدل استاندارد منشأ جرمدار شدن سایر ذرات در آن می باشد ، منتها این بخش تصحیحات تابشی عظیمی از ذراتی که با آن به طور مستقیم یا غیر مستقیم بر هم کنش دارند، دریافت می کند. که این منجر به واگرایی هایی در جرم ذره هیگز می شود با توجه به این که فرمیون ها و بوزون های پیمانه ای از چنین واگرایی هایی در تصحیحات تابشی مصون می باشند. یافتن تقارنی که ذرات اسکالر را با این ذرات گروهبندی کند، می تواند در بهره مند کردن ذرات اسکالر از این حفاظت مفید باشد. ابر تقارن چنین تقارنی است. نتایجی که از بررسی ابر تقارن بدست می آید ما را به دنبال کردن این مدلِ ماورای مدل استاندارد ترغیب می کند. از جمله ی آنها وحدت جفتیدگی های پیمانه ای در مقیاس انرژی بالا و مقید شدن جرم هیگز ( در حالی که مدل استاندارد هیچ قیدی روی آن وجود نداشت) می باشند. در فصل دوم به معرفی ابر تقارن و تبدیلات ابر تقارنی ، تعریف ابر چندگانه های کایرال و پیمانه ای و بر هم کنش میان آنهاست پرداخته و ذرات ابر تقارنی را معرفی کردیم.در ادامه شکست ابر تقارن را از طریق جملات f و جملات d و جملات نرم در پی گرفتیم. ابر تقارن ، تقارنی میان میدان های فرمیونی و بوزونی است و تبدیلات ابر تقارنی، تبدیلاتی هستند که میدان های فرمیونی (بوزونی) را به میدان های بوزونی (فرمیونی) تبدیل می کنند. ابر چندگانه کایرال ، شامل یک میدان اسکالر اسپین صفر و یک میدان فرمیونی اسپین1/2 ( هر دو بدون جرم می باشد) لاگرانژین برای این میدان ها و بر هم کنش بین آنها از طریق روابط(2-95 ) و(2-43 ) بیان می شود. ابر چندگانه پیمانه ای شامل میدان اسپین1/2 فرمیونی است که با میدان اسپین 1 پیمانه ای (هر دو بدون جرم) جفت شده باشد. لاگرانژین برای این میادین و بر هم کنش بین آنها از طریق (2-128) بیان می شود. اما ترکیب این ابر چندگانه ها و بر هم کنش بین شان ما را به لاگرانژین کلی مدل ابر تقارنی رهنمون می سازد که با (2-141) معرفی می شود. تمامی ذرات مدل استاندارد به جز ذره هیگز کشف شده اند ولی در مدل mssm هنوز هیچ ذره ابر تقارنی کشف نشده است و این نشان دهنده ی این مطلب است که ابر تقارن برای اینکه محقق شود باید یک تقارن شکسته شده باشد.برای شکستن ابرتقارن پتانسیل اسکالر باید مثبت باشد که این مهم از طریق غیر صفر بودن جملهf یا جمله d یا هر دو و یا از طریق اضافه کردن جملات صریح شکست ابر تقارن تأمین می شود. در فصل سوم توجه خود را معطوف به بخش هیگز ابر تقارنی کردیم و جرم هایی را برای این ذره در مدل mssm بدست آوردیم. در انتهای این فصل با مشکلی به نام مسأله میزان سازی در mssm مواجه شدیم که ما را به ضرورت گام نهادن در حیطه ای ماورای mssm رهنمون ساخت با توجه به لاگرانژین (2-118) می توانیم بخش هیگز و علی الخصوص پتانسیل هیگز را جدا کنیم .در این صورت به رابطه ی (3-4) می رسیم. سپس با توجه به این پتانسیل می توانیم ماتریس جرمی مربوط به بخش های مختلف باردار و خنثی (موهومی و حقیقی) را بدست آورده از طریق قطری سازی این ماتریس های جرمی ویژه مقادیر (جرم ذرات هیگز) را بدست آوریم. پس از انجام این کار در می یابیم که جرم ذره هیگز در mssm دارای قید بوده از مقیاس الکتروضعیف می باشد و این نکته جزء مزایای mssm بر مدل استاندارد به شمار می آید.در انتها می بینیم که به دست آوردن جرم برای ذره هیگز در این مقیاس انرژی به نوعی میزان سازی نیازمند است که علی رغم نقطه قوت قبل نوعی ضعف برای این مدل به حساب می آید. در فصل چهارم مشکلاتی که در mssm با آن مواجه می شویم را معرفی کرده و در معرفی راهکار برای حل این مسائل به مدل های ماورای mssm می رسیم. پارامتر?_0 در مدل mssm دارای هیچ محدودیتی در مقدار نمی باشد. در حالی که با توجه به برخی ملاحظات در می یابیم که باید از مقیاس الکتروضعیف باشد و این نوعی تضاد است. ایده اصلی برای به دام انداختن این پارامتر این است که آن را به صورت یک مقدار انتظاری خلأ در نظر بگیریم این کار با معرفی میدان اسکالر جدید s از طریق مدل های ماورای mssm حاصل می شود. مدل nmssm مدلی است که این میدان اسکالر هم به صورت خطی و هم به صورت مکعبی لحاظ شده است. علت وجود جمله ی مکعبی بر هم زدن تقارن pq در nmssm در مشابهت با مدل mssm می باشد. فصل پنجم ، فصلی است که کارهای اساسی و محاسبات ما در آن صورت گرفته است در این فصل به معرفی دو مدل جدید ناپایدار می پردازیم. این دو مدل توصیف خوبی از فاز کنونی و فاز آینده بدست می دهند. کارکرد اساسی ما در این فصل یافتن مقادیری از خلأ هیگز است که نشان دهنده ی گذار گرما ده از فاز کنونی به فاز ابر تقارنی در حد tan? بزرگ باشد. گذار مطلوب از فاز کنونی (فازی که ابر تقارن و الکترو ضعیف آن شکسته شده اند) به فاز نهایی (فاز ابر تقارنی دقیق که در آن تقارن الکتروضعیف شکسته شده باشد) گذاری گرماده است چرا که طبق پایستگی انرژی نیاز به منبع انرژی نخواهیم داشت .در مدل ناپایدار با تقارن میرور با بررسی در می یابیم که یافتن مینیمم که توصیف کننده ی فاز کنونی باشد و گذار گرماده را ممکن سازد در حد ==?_0 امکان پذیر نمی باشد. در مدل بدون تقارن آینه ای هم ، چنین حالت مشابهی رخ می دهد. اما در مدل بدون میرور جستجو برای مینیمی که چنین گذاری را امکان پذیر کند در حد h_d>?> قبلاً بررسی شده و این جستجو نتایج مثبتی را هم در برداشته است . عملکرد ما در این پروژه منجر به یافتن نتایج زیر شده است: یافتن محدوده ی? ? برای جواب ابرتقارن شکسته شده بدون ewsb در مدل بدون تقارن آینه ای و نشان دادن مینیمم نادرست برای نقطه s_0=?^2??2??_0 در جواب ابرتقارن شکسته شده با ewsb مدل میرور بود. علاوه بر این ما توانستیم به معرفی مینیمم صحیح در مدل میرور با اضافه کردن جملات نرم جرمی دست یابیم و نشان دهیم که برای مقادیر انتظاری خلأ متفاوت , می توانیم گذاری گرماده به فاز ابر تقارنی آینده داشته باشیم .جدول های (5-3 و5-2) موفقیت ما را در معرفی این مینیمم نشان می دهند.