WikiDer > Физические приложения асимптотически безопасной гравитации

В асимптотическая безопасность подход к квантовая гравитация дает непертурбативное понятие перенормировка чтобы найти последовательный и прогнозирующий квантовая теория поля из гравитационное взаимодействие и пространство-время геометрия. В его основе лежит нетривиальная неподвижная точка соответствующего ренормгруппа (RG) поток такой, что бегущий константы связи приблизиться к этому фиксированная точка в ультрафиолетовом (УФ) пределе. Этого достаточно, чтобы избежать расхождений в физических наблюдаемых. Более того, у него есть предсказательная сила: обычно произвольная начальная конфигурация констант связи, заданная в некотором масштабе RG, не переходит в фиксированную точку для увеличения масштаба, но подмножество конфигураций может иметь желаемые свойства UV. По этой причине возможно, что - при условии, что конкретный набор соединений был измерен в эксперименте - требование асимптотическая безопасность фиксирует все оставшиеся муфты таким образом, чтобы приблизиться к фиксированной точке UV.

Асимптотическая безопасность, если она реализована в Природе, имеет далеко идущие последствия во всех областях, где следует ожидать квантовых эффектов гравитации. Однако их исследования все еще находятся в зачаточном состоянии. К настоящему времени существует несколько феноменологических исследований, касающихся последствий асимптотической безопасности в физика элементарных частиц, астрофизика и космология, например.

Асимптотическая безопасность и параметры стандартной модели

Масса бозона Хиггса

В Стандартная модель в комбинации с асимптотическая безопасность может быть справедливым до сколь угодно высоких энергий. Исходя из предположения, что это действительно правильно, можно сделать заявление о бозон Хиггса масса.^[1] Первые конкретные результаты были получены Шапошниковым и Wetterich.^[2]В зависимости от знака гравитации аномальный размер ${ displaystyle A _ { lambda}}$ есть две возможности: Для ${ displaystyle A _ { lambda} <0}$ масса Хиггса ${ displaystyle m _ { text {H}}}$ ограничен окном ${ displaystyle 126 , { text {ГэВ}}$. Если же, с другой стороны, ${ displaystyle A _ { lambda}> 0}$ что является благоприятной возможностью, ${ displaystyle m _ { text {H}}}$ должен принимать значение

${ displaystyle m _ { text {H}} = 126 , { text {ГэВ}},}$

с погрешностью всего в несколько ГэВ. В этом духе можно считать ${ displaystyle m _ { text {H}}}$ прогноз асимптотической безопасности. Результат удивительно хорошо согласуется с последними экспериментальными данными, измеренными на ЦЕРН посредством АТЛАС и CMS сотрудничество, где ценность ${ displaystyle m _ { text {H}} = 125,10 pm 0,14 , { text {ГэВ}}}$ был определен ^[3].

Постоянная тонкой структуры

Принимая во внимание гравитационную поправку к ходу постоянная тонкой структуры ${ displaystyle alpha}$ из квантовая электродинамика, Харст и Рейтер смогли изучить влияние асимптотической безопасности на инфракрасное (перенормированное) значение ${ displaystyle alpha}$.^[4]Они нашли два фиксированные точки подходит для построения асимптотической безопасности, оба из которых подразумевают корректный предел УФ-излучения, не сталкиваясь с Полюс Ландау особенность типа. Первый характеризуется исчезающим ${ displaystyle alpha}$, а инфракрасное значение ${ displaystyle alpha _ { text {IR}}}$ - свободный параметр. Однако во втором случае значение фиксированной точки ${ displaystyle alpha}$ не равно нулю, и его инфракрасное значение является вычислимым предсказанием теории.

В более позднем исследовании Кристиансен и Эйххорн^[5] показали, что квантовые флуктуации гравитации обычно порождают самовзаимодействия для калибровочных теорий, которые должны быть включены в обсуждение потенциального ультрафиолетового завершения. В зависимости от гравитационных и калибровочных параметров они делают вывод, что постоянная тонкой структуры ${ displaystyle alpha}$ может быть асимптотически свободным и не сталкиваться с Полюс Ландау, в то время как индуцированная связь для калибровочного самодействия не имеет значения, и, следовательно, ее величину можно предсказать. Это явный пример того, как асимптотическая безопасность решает проблему Стандартная модель - тривиальность сектора U (1) - без введения новых свободных параметров.

Асимптотическая безопасность в астрофизике и космологии

Феноменологические последствия асимптотической безопасности можно ожидать также для астрофизика и космология. Бонанно и Рейтер исследовали горизонт структура "ренормгруппа улучшенный" черные дыры и вычислили поправки квантовой гравитации к Температура Хокинга и соответствующие термодинамические энтропия.^[6]Посредством улучшения RG Действие Эйнштейна – Гильберта, Рейтер и Вейер получили модифицированную версию Уравнения Эйнштейна что, в свою очередь, приводит к модификация ньютоновского предела, дающее возможное объяснение наблюдаемой плоской кривые вращения галактики без необходимости постулировать наличие темная материя.^[7]

Что касается космологии, Бонанно и Рейтер утверждали, что асимптотическая безопасность изменяет очень раннюю Вселенную, что, возможно, приводит к разрешению проблемы. горизонт и проблема плоскостности стандартной космологии.^[8] Кроме того, асимптотическая безопасность дает возможность инфляция без необходимости инфлатонное поле (в то время как ведомый космологическая постоянная).^[9]Было высказано мнение, что масштабная инвариантность связанный с негауссовой фиксированной точкой, лежащей в основе асимптотической безопасности, отвечает за почти масштабную инвариантность первичные возмущения плотности. Вайнберг проанализировал асимптотически безопасную инфляцию различными методами.^[10]

Смотрите также

• Асимптотическая безопасность в квантовой гравитации
• Квантовая гравитация
• УФ фиксированная точка

Рекомендации