Technicolor (physique)

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Les théories technicolor sont des modèles de physique au-delà du modèle standard qui traitent de la brisure de la symétrie de jauge électrofaible, le mécanisme par lequel les bosons W et Z acquièrent des masses. Les premières théories technicolor étaient basées sur la chromodynamique quantique (QCD), la théorie de la « couleur » de l'interaction nucléaire forte, qui a inspiré leur nom.

Au lieu d'introduire les bosons de Higgs élémentaires pour expliquer les phénomènes observés, les modèles technicolor ont été introduits pour générer dynamiquement les masses des bosons W et Z grâce à de nouvelles interactions de jauge. Bien qu'asymptotiquement libres à très haute énergie, ces interactions doivent devenir fortes et confinantes (et donc inobservables) à des énergies plus basses, qui ont été expérimentalement sondées. Cette approche dynamique est naturelle et évite les problèmes de trivialité quantique et de hiérarchie du modèle standard.

Cependant, depuis la découverte du boson de Higgs au Grand collisionneur de hadrons du CERN en 2012, les modèles originaux sont largement écartés. Néanmoins, il demeure possible que le boson de Higgs soit un état composite^[1]. Pour produire les masses des quarks et des leptons, les modèles de Higgs technicolor ou composites doivent être « étendus » par des interactions de jauge supplémentaires. En particulier, lorsqu'il est modélisé par la CDQ, le technicolor étendu a été mis à l'épreuve par les contraintes expérimentales liées au courant neutre à changement de saveur et aux mesures électrofaibles de précision. Les extensions spécifiques de la dynamique des particules pour les bosons de Higgs technicolor ou composites sont inconnues.

Une grande partie de la recherche sur le technicolor se concentre sur l'exploration de théories de jauge à interactions fortes autres que la CDQ, afin de contourner certains de ces défis. Un cadre particulièrement actif est le technicolor « ambulant », qui présente un comportement quasi conforme causé par un point fixe infrarouge d'intensité juste supérieure à celle nécessaire à la brisure spontanée de la symétrie chirale. La possibilité d'une marche et d'un accord avec des mesures électrofaibles de précision est étudiée par des simulations de réseau non perturbatives.

Des expériences menées au Grand collisionneur de hadrons ont permis de découvrir le mécanisme responsable de la brisure de symétrie électrofaible, à savoir le boson de Higgs, dont la masse est d'environ 125 GeV/c² ; une telle particule n'est pas prédite de manière générique par les modèles technicolor. Cependant, le boson de Higgs pourrait être un état composite, par exemple constitué de quarks top et anti-top, comme dans la théorie de Bardeen-Hill-Lindner. Les modèles composites de Higgs sont généralement résolus par le point fixe infrarouge du quark top et peuvent nécessiter une nouvelle dynamique à des énergies extrêmement élevées, comme topcolor.