基本介紹
- 中文名：重輕子
- 外文名：heavy lepton
- 符號：τ±
- 質量：1782MeV
- 學科：核化學
概念,重輕子在LHC上的產生,人工色模型,3-3-1模型,LHC模型,
概念
1975年實驗發現重輕子，同時有實驗跡象表明，存在與重輕子τ相伴的中微子γτ，相應地存在τ輕子數守恆。
重輕子在LHC上的產生
為了使得中微子獲得質量，對SM進行擴展的seesaw刪機制中，seesaw I和seesaw III很明顯的出現了新的輕子(在有些模型中seesawⅡ也會出現重輕子)。這些輕子一般質量都比較重(在TeV量級)，因而我們稱之為重輕子。重輕子的產生是很自然的。在很多超出SM的新物理模型中也都出現了重輕子，如人工色模型、小Higgs模型、3-3-1模型、左右手模型等等。
人工色模型
由於還沒有發現SM預言的Higgs玻色子，人工色模型的基本思想就是去掉了Higgs粒子，在模型中引入了一種新的費米子-TC費米子，在這些費米子之間存在一種類似於強相互作用的新相互作用(TC)。用TC費米子凝聚來代替SM中的Higgs玻色子，使電弱對稱群SU(2)L×U(1)y自發破缺到電磁對稱群U(1)EM，實現了電弱規範對稱性的動力學破缺，從而解決了SM中的基本標量場的不自然性和平庸性的問題，其中的TC費米子就是該模型預言的重輕子。
3-3-1模型
這是一個是在規範對稱群SU(3)c×SU(3)L×U(1)Y(3-3-1)作用下超出SM的擴展模型，簡稱3-3-1模型。3-3-1模型有很多種，這裡介紹的3-3-1模型中包含一個右手中微子，它是是輕子三重態的一部分，人們將這種帶有右手中微子的3-3-1模型表示成331vR。這裡我們關心的是它的輕子和標量部分。對於其它部分，我們只知道它的基本內容即可。該模型中包含9個規範玻色子，其中4個是SM的規範玻色子，而且最後四個帶2單位的輕子數，所以稱之為雙輕子。在夸克部分中除了SM的夸克，模型中還包括具有現象學意義的新夸克，它們具有帶重子和輕子數的特性，它們是leptoquark。為了在此模型下實現seesaw機制，在原來標量部分的基礎上加入一個標量的seesaw。這裡認為產生輕子數自發破缺和電弱對稱性自發破缺是協同產生的。以這樣的方式構建的模型可以使所有的中微子都可以從Yukawa相互作用中產生質量項。結果發現實現seesaw機制之後，會出現一個比較重的輕子。這個具有電弱標度的中微子可能會在LHC上直接觀測到。
LHC模型
由於SM存在著不自然性問題(又稱為規範等級問題)，一種叫做小Higgs的理論模型被提出．在此理論中假定Higgs粒子是整體對稱性破缺中的哥爾斯通玻色子，通過“集體對稱破缺”機制，用近似整體對稱性保護Higgs粒子的質量。由新引入的與SM相應粒子具有同樣自旋的新的頂夸克、新規範玻色子和新的標量粒子分別抵消SM中頂夸克、規範玻色子以及Higgs自相互作用對Higgs質量的單圈平方貢獻，從而使Higgs質量免於平方發散，解決了不自然性問題。最小Higgs(LH)模型是小Higgs模型的最簡單實現方法。LH模型解決了SM中的不自然性問題，但是卻受到精確電弱測量數據的限制，即精細調節問題。為了解決這個問題，一個被稱為“T宇稱”的分立對稱性在LH模型中被引入，形成其中具有T宇稱的最小Higgs(LHT)模型。其中為了使費米子部分實現T宇稱，引入三對“新輕子”和三對“新夸克”，它們具有T-odd宇稱，這裡的T-odd輕子就是我們所說的重輕子。
