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| - En physique des particules, un sphaléron (grec moderne : σφαλερός, pouvant se traduire par « glissant ») est une solution des électrofaible selon le modèle standard. Indépendante du temps, elle implique une violation du nombre baryonique et leptonique. Impliquant plusieurs processus qui ne peuvent pas être illustrés par des diagrammes de Feynman, ces derniers sont considérés comme (en). Géométriquement, un sphaléron est un point-selle de l'énergie potentielle électrofaible. (fr)
- Sfaleron (z greckiego σφαλερός: niebezpieczny, gotów spaść) – statyczne (niezależne od czasu), ale niestabilne rozwiązanie równań pola w teorii oddziaływań elektrosłabych mające własność łamania zasad zachowania liczby barionowej i liczby leptonowej. Nazwa bywa też stosowana szerzej, na określenie statycznych rozwiązań będących punktami siodłowymi potencjału w dowolnej kwantowej teorii pola. (pl)
- Sphaleron（希臘語：σφαλερός，“滑的”，此处意为滑子）是粒子物理标准模型中，弱电相互作用方程的静态解，不随时间变化。Sphaleron常常在一些会导致重子与轻子数量不守恒的理论场景中用到。这些过程无法用费曼图等摄动方法展示，因而被称为非摄动理论。从几何角度看，Sphaleron是无限维场中弱电势的鞍点。 (zh)
- L'esfaleró (grec: σφαλερός "relliscós") és una solució estàtica (independent del temps) de les equacions de camp electrofebles del model estàndard de física de partícules, i està implicada en certs processos hipotètics que violen els nombres bariònics i leptònics. S'ha postulat per a explicar l'origen de l'asimetria entre matèria i antimatèria, una de les qüestions més fundamentals en física de partícules i cosmologia. Un esfaleró és un procés rar de la interacció electro-feble que converteix tres barions en tres antileptons. Això viola la conservació del nombre bariònic i del nombre leptònic, però la diferència B−L es conserva. (ca)
- Das Sphaleron (griech. „bereit zu fallen“) ist eine hypothetische Anregung des Vakuums im Standardmodell der Elementarteilchenphysik, die in einigen Theorien der Baryogenese eine Rolle spielt. Die Sphaleron-Prozesse wurden erstmals 1984 von Frans Klinkhamer und Nicholas Manton mathematisch beschrieben. Sie sind nicht störungstheoretisch im Rahmen des elektroschwachen Sektors des Standardmodells beschrieben. Experimentell konnten sie noch nicht bestätigt werden. oder Die genaue Dynamik von Sphaleronen im nichtlinearen elektroschwachen Sektor ist noch nicht bekannt bzw. nicht berechenbar. (de)
- El esfalerón (en griego, σφαλερός "resbaladizo") se ha postulado para explicar la asimetría entre materia y antimateria, una de las cuestiones más interesantes que se pueden plantear en la relación entre física de partículas y cosmología. Un esfalerón es un proceso raro de la interacción electrodébil en el modelo estándar de la física de partículas. Este proceso convierte tres bariones en tres antileptones. Esto viola la conservación del número bariónico y del número leptónico, pero la diferencia se conserva. (es)
- A sphaleron (Greek: σφαλερός "slippery") is a static (time-independent) solution to the electroweak field equations of the Standard Model of particle physics, and is involved in certain hypothetical processes that violate baryon and lepton numbers. Such processes cannot be represented by perturbative methods such as Feynman diagrams, and are therefore called non-perturbative. Geometrically, a sphaleron is a saddle point of the electroweak potential (in infinite-dimensional field space). (en)
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| - L'esfaleró (grec: σφαλερός "relliscós") és una solució estàtica (independent del temps) de les equacions de camp electrofebles del model estàndard de física de partícules, i està implicada en certs processos hipotètics que violen els nombres bariònics i leptònics. S'ha postulat per a explicar l'origen de l'asimetria entre matèria i antimatèria, una de les qüestions més fundamentals en física de partícules i cosmologia. Un esfaleró és un procés rar de la interacció electro-feble que converteix tres barions en tres antileptons. Això viola la conservació del nombre bariònic i del nombre leptònic, però la diferència B−L es conserva. Un esfaleró és un tipus d'instantó, i per tant, una solució no-pertorbativa de la teoria. Això significa que en condicions normals és rarament observable. Sigui com sigui, els esfalerons podrien haver estat més comuns a altes temperatures en l'univers primitiu. En algunes teories de la bariogènesi l'asimetria en el nombre de leptons i antileptons es forma primerament via , i els esfalerons la transformen en una asimetria en el nombre de barions i . En el model estàndard es donen les tres condicions necessàries per generar aquesta asimetria, és a dir, violació de la conservació del nombre bariònic/nombre leptònic, violació de la simetria CP (càrrega elèctrica, paritat), i evolució cosmològica fora de l'equilibri tèrmic, malgrat això, el que s'ha esmentat podria no explicar completament l'asimetria observada a l'univers, i caldria introduir una nova física més enllà del model estàndard. El mecanisme de l'esfaleró s'il·lustra sovint amb l'exemple d'un gronxador: a baixa energia fa petites oscil·lacions, però si l'energia és prou alta pot donar una volta completa. Per tant el nombre de voltes que han donat les cordes a la barra de suspensió del gronxador (que correspondria al nombre bariònic) pot canviar a alta energia, però no a baixa energia. L'energia necessària per dur el sistema a l'estat inestable (per damunt la barra del gronxador) representa la massa de l'esfaleró. Recerques experimentals d'esfalerons s'han portat a terme als col·lisionadors HERA i LHC. L'esfaleró electrofeble (en la seva forma més simple, amb "nombre de voltes" Nc = 1) es desintegra isotròpicament en 12 fermions (7 quarks, 3 leptons), si és molt pesant pot produir també potencialment un gran nombre de bosons (fotons, Z, W, Higgs), violant nombre bariònic i del nombre leptònic. No s'ha trobat fins ara (2020) cap evidència de la producció d'aquests objectes, fet que indica que la seva massa és superior a 8 TeV i/o que la seva secció eficaç de producció està exponencialment suprimida. (ca)
- Das Sphaleron (griech. „bereit zu fallen“) ist eine hypothetische Anregung des Vakuums im Standardmodell der Elementarteilchenphysik, die in einigen Theorien der Baryogenese eine Rolle spielt. Die Sphaleron-Prozesse wurden erstmals 1984 von Frans Klinkhamer und Nicholas Manton mathematisch beschrieben. Sie sind nicht störungstheoretisch im Rahmen des elektroschwachen Sektors des Standardmodells beschrieben. Experimentell konnten sie noch nicht bestätigt werden. Die Vakuumzustände der elektroschwachen Theorie sind im Standardmodell nicht eindeutig, und so weist das Potential eine periodische Struktur von Minima auf. Die Energiefläche im Raum der Feldkonfigurationen zwischen zwei Minima sieht dabei wie ein Sattelpunkt aus. Wechselt nun ein System von einem Vakuumzustand in den anderen, so geschieht dies mittels sogenannter Sphaleronen. Dies sind instabile Lösungen der Feldgleichungen, die zwischen den Vakua existieren. Sphaleronen nehmen den Weg über die Potentialbarriere zwischen den Vakua. Die Energie des Sphalerons wird auf rund 10 Tera-Elektronenvolt (TeV) geschätzt. Zum Vergleich liegt der elektroschwache Phasenübergang rund 100 Mal niedriger bei 100 GeV (die Baryogenese findet bei Energien um den elektroschwachen Phasenübergang und darüber statt). Die Physik der Sphaleronen hängt eng mit der des Higgsteilchens zusammen. So ist die Energiedichte des Sphalerons nur aufgrund der Existenz des Higgsfeldes endlich. Es gilt für die Energie des Sphalerons: mit dem Vakuum-Erwartungswert des Higgsfeldes, der SU(2)-Kopplungskonstante der elektroschwachen Wechselwirkung, der W-Boson Masse und der Feinstrukturkonstante . Das Sphaleron ist instabil und zerfällt bei kleinen Störungen in eine Vielzahl von Teilchen (Größenordnung ). Es gibt auch die Möglichkeit, von einem Vakuum in das nächste zu tunneln, diesen Vorgang bezeichnet man als Instanton. Da Tunneleffekte jedoch exponentiell unterdrückt werden, sind solche Vorgänge sehr unwahrscheinlich (in der Größenordnung ). Anschaulich gesprochen dienen die Sphaleronen als Ventil zwischen Leptonen und Baryonen, da sie die eine Teilchensorte in die andere überführen können. Sphaleronen erhalten die Differenz aus Baryonenzahl und Leptonenzahl , , verletzen jedoch ihre Summe . Somit kann mittels Sphaleronen auch eine Baryogenese via Leptogenese vonstatten gehen. Sind beispielsweise auf der einen Seite der Potentialbarriere in dem einen Potential-Minimum drei Baryonen vorhanden (Baryonenzahl +3) kann es durch Überwindung der Potentialbarriere (Sphaleron) im anderen Minimum in drei Antileptonen umgewandelt werden (Leptonenzahl −3). Die Differenz B-L bleibt dabei erhalten. Aus theoretischen Gründen – den topologischen Eigenschaften der dem Sphaleron entsprechenden Feldkonfiguration – kann sich die Baryonenzahl bzw. die Leptonenzahl aber nur um drei oder ein Vielfaches von drei ändern: oder wobei die Anzahl der Fermionengenerationen ist (im Standardmodell 3) und die Chern-Simons-Zahl der Feldkonfiguration ist (eine topologische Invariante) und eine ganze (positive oder negative) Zahl ist, die im einfachsten Fall eines Sphalerons vom Betrag her gleich 1 ist. Das Delta steht wie üblich für die Differenz. Im frühen Universum hat man es mit Quark-Materie zu tun, mit entsprechend drittelzahligen Baryonenzahlen der einzelnen Quarks. Beim Sphaleron-Übergang muss neben der Bedingung für die Baryonen- und Leptonenzahl die Generationszugehörigkeit der einzelnen Elementarteilchen erhalten bleiben und die QCD-Farbneutralität der durch das Sphaleron umgewandelten Gesamtmenge der Quarks gewährleistet sein. Die genaue Dynamik von Sphaleronen im nichtlinearen elektroschwachen Sektor ist noch nicht bekannt bzw. nicht berechenbar. Sphaleronen allein kommen für die Baryogenese im Standardmodell im üblichen kosmologischen Szenarium nicht in Betracht, da dies dem dritten Sacharow-Kriterium entgegensteht, der Bedingung eines thermodynamischen Ungleichgewichts. Der Phasenübergang der Baryogenese sollte erster Art sein damit sich die Blasen (Bubbles) mit den schon gebildeten Baryonen vereinigen ähnlich dem Übergang Gas-Flüssigkeit, wo der kühleren flüssigen Phase die Baryonen-Phase entspricht. Bei einem Phasenübergang zweiter Art findet dagegen ein kontinuierlicher Übergang statt. Aus Gitterrechnungen und analytischen Rechnungen kommt ein solcher elektroschwacher Phasenübergang 1. Art nur bei Higgsmassen bis 73 GeV Masse des Higgsteilchens in Betracht, das Higgsteilchen hat aber eine Masse von rund 123 GeV. Sphaleronen werden aber weiterhin in Szenarien jenseits des Standardmodells für die Baryogenese diskutiert (Leptogenese mit anschließender Baryogenese über Sphaleronen). Sphaleronen werden auch außerhalb der elektroschwachen Theorie diskutiert und sind mit chiralen Anomalien verbunden. Allgemein handelt es sich um topologische Feldanregungen endlicher Energie, die instabil sind, im Gegensatz zu Solitonen. Im Gegensatz zu den instabilen Sphaleronen sind sie stabil und beschreiben grob Gleichgewichtseigenschaften der Felder, während Sphaleronen zur Beschreibung der Dynamik dienen. Beide sind Lösungen zu reellen Zeiten, während die Tunnellösung der Instantonen eine Lösung zu imaginären Zeiten ist (Instantonen spielen in der Quantenchromodynamik eine bedeutende Rolle). Der elektroschwache Sektor des Standardmodells mit der Higgsmasse von rund 123 GeV hat sehr wahrscheinlich keine Solitonen, aber zwei Sorten von Sphaleronen. Das hier für die Baryonenzahlverletzung diskutierte Sphaleron ist mit der chiralen U(1) Anomalie (Adler-Bell-Jackiw Anomalie) im elektroschwachen Sektor verbunden. Eine weitere Sphaleron-Lösung der elektroschwachen Theorie, genannt, ist mit der von Edward Witten 1982 entdeckten chiralen nichtstörungstheoretischen SU(2)-Anomalie des elektroschwachen Sektors verbunden und spielt theoretisch bei Vielteilchenerzeugung bei sehr hohen Energien eine Rolle. Schließlich gibt es im QCD-Sektor des Standardmodells (SU(3) Eichfeld) noch das Sphaleron das mit den von William Bardeen 1969 erstmals untersuchten chiralen nicht-abelschen Anomalien zusammenhängt. (de)
- El esfalerón (en griego, σφαλερός "resbaladizo") se ha postulado para explicar la asimetría entre materia y antimateria, una de las cuestiones más interesantes que se pueden plantear en la relación entre física de partículas y cosmología. Un esfalerón es un proceso raro de la interacción electrodébil en el modelo estándar de la física de partículas. Este proceso convierte tres bariones en tres antileptones. Esto viola la conservación del número bariónico y del número leptónico, pero la diferencia se conserva. Un esfalerón es un tipo de instantón, y por tanto, una solución no perturbativa de la teoría. Esto significa que en condiciones normales es raramente observable. Sea como sea, los esfalerones podrían haber sido más comunes a altas temperaturas en el universo primitivo. En algunas teorías de la bariogénesis la asimetría en el número de leptones y antileptones en forma primera por la leptogénesis, y los esfalerones lo convierten en una asimetría en el número de bariones y antibariones. En el modelo estándar de física de partículas se dan las tres condiciones necesarias para generar esta asimetría, es decir, violación de la conservación del número bariónico/número leptónico, violación de la simetría CP (carga eléctrica, paridad), y evolución cosmológica fuera del equilibrio térmico, sin embargo, lo anterior podría no explicar completamente la asimetría del universo, y habría que introducir una nueva física más allá del modelo estándar. El mecanismo del esfalerón ilustra a menudo con el ejemplo de un columpio: a baja energía hace pequeñas oscilaciones, pero si la energía es suficientemente alta puede dar una vuelta completa. Por lo tanto el número de vueltas que han dado las cuerdas en la barra de suspensión del columpio (que correspondería al número bariónico) puede cambiar a alta energía, pero no a baja energía. La energía necesaria para llevar el sistema al estado inestable (por encima de la barra del columpio) representa la masa del esfalerón. El esfalerón obtiene el tamaño , pero perjudicó a (B: barión L: leptón). Por lo tanto, también puede generar una bariogénesis a través de la leptogénesis (es)
- En physique des particules, un sphaléron (grec moderne : σφαλερός, pouvant se traduire par « glissant ») est une solution des électrofaible selon le modèle standard. Indépendante du temps, elle implique une violation du nombre baryonique et leptonique. Impliquant plusieurs processus qui ne peuvent pas être illustrés par des diagrammes de Feynman, ces derniers sont considérés comme (en). Géométriquement, un sphaléron est un point-selle de l'énergie potentielle électrofaible. (fr)
- A sphaleron (Greek: σφαλερός "slippery") is a static (time-independent) solution to the electroweak field equations of the Standard Model of particle physics, and is involved in certain hypothetical processes that violate baryon and lepton numbers. Such processes cannot be represented by perturbative methods such as Feynman diagrams, and are therefore called non-perturbative. Geometrically, a sphaleron is a saddle point of the electroweak potential (in infinite-dimensional field space). This saddle point rests at the top of a barrier between two different low-energy equilibria of a given system; the two equilibria are labeled with two different baryon numbers. One of the equilibria might consist of three baryons; the other, alternative, equilibrium for the same system might consist of three antileptons. In order to cross this barrier and change the baryon number, a system must either tunnel through the barrier (in which case the transition is an instanton-like process) or must for a reasonable period of time be brought up to a high enough energy that it can classically cross over the barrier (in which case the process is termed a "sphaleron" process and can be modeled with an eponymous sphaleron particle). In both the instanton and sphaleron cases, the process can only convert groups of three baryons into three antileptons (or three antibaryons into three leptons) and vice versa. This violates conservation of baryon number and lepton number, but the difference B − L is conserved. The minimum energy required to trigger the sphaleron process is believed to be around 10 TeV; however, sphalerons cannot be produced in existing LHC collisions, because although the LHC can create collisions of energy 10 TeV and greater, the generated energy cannot be concentrated in a manner that would create sphalerons. A sphaleron is similar to the midpoint ( τ = 0 ) of the instanton, so it is non-perturbative. This means that under normal conditions sphalerons are unobservably rare. However, they would have been more common at the higher temperatures of the early universe. (en)
- Sfaleron (z greckiego σφαλερός: niebezpieczny, gotów spaść) – statyczne (niezależne od czasu), ale niestabilne rozwiązanie równań pola w teorii oddziaływań elektrosłabych mające własność łamania zasad zachowania liczby barionowej i liczby leptonowej. Nazwa bywa też stosowana szerzej, na określenie statycznych rozwiązań będących punktami siodłowymi potencjału w dowolnej kwantowej teorii pola. (pl)
- Sphaleron（希臘語：σφαλερός，“滑的”，此处意为滑子）是粒子物理标准模型中，弱电相互作用方程的静态解，不随时间变化。Sphaleron常常在一些会导致重子与轻子数量不守恒的理论场景中用到。这些过程无法用费曼图等摄动方法展示，因而被称为非摄动理论。从几何角度看，Sphaleron是无限维场中弱电势的鞍点。 (zh)
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