Nach dem derzeitigen Verständnis der Natur erhalten Elementarteilchen ihre Masse durch den berühmten Higgs-Mechanismus. Das zugehörige Higgs-Teilchen konnte schließlich 2012 am Large Hadron Collider (LHC) des CERN nachgewiesen werden. Allerdings passt seine geringe Masse nicht zu allgemeinen physikalischen Argumenten. Dieses Problem lässt sich lösen, wenn man das Higgs-Boson als zusammengesetztes Teilchen betrachtet, dessen Struktur sich auf kurzen Distanzen auflösen lässt. Die Standardinkarnationen verlangen aber leichte Partner-Teilchen des Top-Quarks. Da am LHC keine Signale dieser Teilchen erscheinen, kommt die Idee eines zusammengesetzten Higgs zunehmend in Schwierigkeiten.
Nun haben Theoretiker am Max-Planck-Institut für Kernphysik eine elegante Methode vorgeschlagen, wie dieses Problem durch Einführen einer neuen Symmetriestruktur im Fermion-Sektor des zusammengesetzten Higgs-Modells verschwinden könnte. Diese ermöglicht – in Übereinstimmung mit den Beobachtungen – ein massives, aber leichtes Higgs, und sie ergibt gleichzeitig die korrekte Masse des Top-Quarks ohne die problematischen ultraleichten Top-Partner, siehe die grünen Punkte im Plot im Gegensatz zu den braunen Punkten. „Damit haben wir gezeigt, wie sich natürliche Modelle mit zusammengesetzten Higgs-Teilchen retten und der Widerspruch zu den LHC-Daten auflösen lassen, wobei die generischen Realisierungen am Ende der LHC Laufzeit oder an einem zukünftigen 100-TeV-Kollider beobachtbar sein würden“, resümiert Gruppenleiter Florian Goertz.
Originalpublikation:
Softened symmetry breaking in composite Higgs models, S. Blasi and F. Goertz, Phys. Rev. Lett. 123 (2019), DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.221801
