modelo 331

El modelo 331  en física de partículas es una extensión de la simetría de gauge electrodébil que ofrece una explicación de por qué deben existir tres familias de quarks y leptones . El nombre "331" proviene del grupo completo de simetría de gauge.${\displaystyle SU(3)_{C}\times SU(3)_{L}\times U(1)_{X}\,}$.

 El modelo 331 en física de partículas es una extensión de la simetría de gauge electrodébil de${\displaystyle SU(2)_{L}\times U(1)_{Y}}$a${\displaystyle \,SU(3)_{L}\times U(1)_{X}\,}$con${\displaystyle SU(2)_{L}\subset SU(3)_{L}}$.

En el  modelo 331, la hipercarga viene dada por

${\displaystyle Y=\beta \,T_{8}+I\,X}$

y la carga eléctrica viene dada por

${\displaystyle Q={\frac {Y+T_{3}}{2}}}$

dónde${\displaystyle T_{3}}$y${\displaystyle T_{8}}$son las matrices de Gell-Mann de SU(3) _L y${\displaystyle \beta }$y${\displaystyle I}$son parámetros del modelo.

El modelo 331  ofrece una explicación de por qué deben existir tres familias de quarks y leptones . Una característica curiosa del Modelo Estándar es que las anomalías de gauge se cancelan exactamente de forma independiente para cada una de las tres familias conocidas de quarks y leptones. Por lo tanto, el Modelo Estándar no ofrece ninguna explicación de por qué existen tres familias, ni de por qué existe más de una.

La idea detrás del  modelo 331 es extender el modelo estándar de tal manera que se requieran las tres familias para la cancelación de anomalías. Más específicamente, en este modelo las tres familias se transforman de manera diferente bajo un grupo de calibre extendido. La cancelación perfecta de las anomalías dentro de cada familia se ve comprometida, pero las anomalías del grupo de calibre extendido se cancelan cuando las tres familias están presentes. La cancelación persistirá para 6, 9, ... familias, por lo que tener solo las tres familias observadas en la naturaleza representa el menor contenido de materia posible.

Dicha construcción requiere necesariamente la adición de bosones de gauge y fermiones quirales adicionales, que luego proporcionan predicciones comprobables del modelo en forma de partículas elementales. Estas partículas podrían encontrarse experimentalmente a masas superiores a la escala electrodébil , que es del orden de 10² ^- 10³ ^GeV . El modelo mínimo 331  predice bosones de espín uno con carga simple y doble, bileptones , que podrían aparecer en la dispersión electrón-electrón cuando se estudia a escalas de energía de TeV y también podrían producirse en la dispersión protón-protón de multi-TeV en el Gran Colisionador de Hadrones, que puede alcanzar 10⁴ ^GeV .

• Física más allá del Modelo Estándar

• Frampton, PH (1992). "Modelo de dileptón quiral y la cuestión del sabor" . Physical Review Letters . 69 (20): 2889– 2891. Bibcode : 1992PhRvL..69.2889F . doi : 10.1103/PhysRevLett.69.2889 . PMID 10046667 . 

• Pisano, F.; Pleitez, V. (1992). "Un modelo SU(3) × U(1) para interacciones electrodébiles". Physical Review D . 46 (1): 410– 417. arXiv : hep-ph/9206242 . Bibcode : 1992PhRvD..46..410P . doi : 10.1103/PhysRevD.46.410 . PMID 10014771 . S2CID 116855787 .  

• Foot, R.; Hernandez, OF; Pisano, F.; Pleitez, V. (1993). "Masas de leptones en un modelo de gauge SU(3) _L × U(1) _{N ".} Physical Review D . 47 (9): 4158– 4161. arXiv : hep-ph/9207264 . Bibcode : 1993PhRvD..47.4158F . doi : 10.1103/PhysRevD.47.4158 . PMID 10016045 . S2CID 10314356 .