¿Es el bosón de Higgs un bosón de Goldstone?

El Higgs tiene múltiples componentes. En el modelo estándar, es un doblete, lo que significa que tiene dos componentes, en este caso, una parte neutra y una parte cargada, por lo que podría representarse algo así como [matemáticas] H = \ left (H ^ 0 \, \, H ^ + \ right) [/ math]. Cada componente es complejo, por lo que tiene 2 x 2 = 4 grados de libertad. Cuando ocurre una ruptura espontánea de la simetría, no todos los componentes de un campo que adquiere un valor de expectativa de vacío distinto de cero son modos Goldstone en general.

En el ejemplo comúnmente usado del ‘potencial del sombrero mexicano’ que se muestra a continuación, después de romper la simetría, los modos Goldstone corresponden a moverse circularmente alrededor del fondo del valle (es decir, a la fase de [matemáticas] \ phi [/ matemáticas] aquí) . Sin embargo, también se puede mover en la dirección radial (dentro y fuera del centro, es decir, la magnitud de [math] \ phi [/ math]), pero hacerlo requiere subir el potencial. Esto corresponde a una partícula masiva: como es habitual en la teoría de campo cuántico, la masa al cuadrado viene dada por la segunda derivada del potencial con respecto al modo en cuestión, y en este caso no es cero.

(Imagen del mecanismo Englert-Brout-Higgs-Guralnik-Hagen-Kibble en Scholarpedia)

Cuando se rompe la simetría de electroválvula, tres de los cuatro grados de libertad del doblete original de Higgs son modos Goldstone, pero estos son los que se ‘comen’ (prefiero ’emparejarlos’) y hacen que los bosones vectoriales sean masivos. Queda un grado de libertad, y ese es “el” bosón de Higgs.

En realidad, después de escribir esto, encuentro que Wikipedia ya dice cosas similares: mecanismo de Higgs.

Por cierto, en el modelo estándar supersimétrico mínimo hay dos dobletes de Higgs, lo que da como resultado 5 bosones de Higgs masivos (el más ligero se parece muchísimo al antiguo modelo estándar de Higgs).

Además, las teorías de Little Higgs (https://en.m.wikipedia.org/wiki/…) propusieron que el Higgs es una pseudo-Goldstone de alguna otra simetría rota, pero sé muy poco sobre eso. ¡Jay Wacker lo sabría, ya que es uno de los autores mencionados en ese artículo de Wiki!

Sería un bosón de Goldstone si fuera neutral, pero “comer” significa que los modos de goldstone se convierten en parte del mesón del vector pesado, no son independientes.

Para comprender cómo sucede esto, puede consultar la página de Wikipedia sobre el mecanismo de Higgs, en la sección “Mecanismo de Abelian Higgs”, donde se demuestra lo mismo para el electromagnetismo. Cuando tienes un superfluido sin carga, tienes un superflujo, como los átomos de helio que se condensan. Pero si tiene un superfluido cargado, como, por ejemplo, pares de electrones condensados ​​bose, no tiene superflujo, el superflujo se convierte en una parte del fotón pesado dentro del condensado.

La explicación es simplemente que el superflujo se describe por la fase de la función de onda, y el gradiente de este se cambia por una transformación de indicador. Por lo tanto, si tiene un superflujo en alguna dirección, tiene una energía cinética que penaliza los cambios del vector potencial de la fase cero (donde la fase cero se define por la fase del condensado), porque este potencial vectorial ahora tiene una energía cinética de superflujo asociada a eso. El análogo relativista es el mecanismo de Higgs

En una analogía más pictórica con un fenómeno clásico, las fuerzas de Coulomb de largo alcance hacen que los modos de sonido en plasma cargado tengan una frecuencia finita, a pesar de que normalmente no tienen masa

Sí, asumiendo la teoría de Little Higgs, el bosón de Higgs es un bosón de Nambu-Goldstone. Debido a la ruptura de la simetría de electroválvula, el Bosón de Higgs recibe una masa. El Bosón de Higgs, por lo tanto, sería un Bosón pseudoNambu-Goldstone.