[論文レビュー] Can gravity play a role at the electroweak scale?

J.J. van der Bij|arXiv (Cornell University)|Jul 24, 1995

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、基本的なヒッグスボソンが存在しない状況で、強い相互作用を示すベクトルボソンを自発的破れ重力理論に結合させることで、重力が電弱対称性の破れを動的に生成できるかどうかを検討している。強い重力的相互作用が電弱スケールで発現するモデルを提案し、高エネルギー衝突において観測可能なシグネチャを生じさせるが、スペクトルにはヒッグス粒子が存在しない。

ABSTRACT

A connection is made between a model for strongly interacting vector bosons and the spontaneously broken theory of gravity. The theory contains effectively no Higgs particle, but should have strong interactions at the electroweak scale. Some speculations about the nature of these interactions and possible experimental signatures are discussed.

研究の動機と目的

• 重力が基本的なヒッグスボソンに代わって電弱対称性の破れに動的役割を果たすかどうかを調査すること。
• 強い相互作用を示すベクトルボソンが自発的破れ重力理論から生じるモデルを構築すること。
• そのようなモデルの素粒子物理学的結果、特に実験的シグネチャを探索すること。
• 電弱スケールにおけるヒッグス粒子の不在が、重力的ダイナミクスによって補われることの可能性を検討すること。

提案手法

• 自発的破れ重力と強い相互作用を示すベクトルボソンを組み合わせた理論を構築すること。
• ヒッグススカラーを導入せずに、ベクトルボソンの低エネルギー力学を記述するために有効場理論の手法を用いること。
• ラグランジアンの構造を解析し、電弱対称性の破れと整合しているかを確認すること。
• 物理的ヒッグス状態の不在を、モデルの主要特徴として特定すること。
• 主要オーダーの相互作用とその散乱振幅への影響を導出すること。
• 重力によって誘発される強いベクトルボソン自己相互作用に基づいて、加速器でのシグネチャを予想すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 重力のみでヒッグスボソンが存在しない状況でも電弱対称性の破れを生成できるか？
• RQ2 電弱スケールにおけるベクトルボソンを自発的破れ重力理論に結合させた場合のダイナミクス的結果は何か？
• RQ3 この重力駆動モデルにおけるベクトルボソンの自己相互作用は、標準模型とどのように異なるか？
• RQ4 加速器において、このモデルと標準模型を区別できる実験的シグネチャは何か？
• RQ5 ヒッグス粒子を含まない一貫性があり、ローレンツ不変な有効場理論を構築することは可能か？

主な発見

• モデルには物理的ヒッグス粒子が存在せず、これは標準模型とは明確に異なる。
• ベクトルボソン間の強い相互作用が、自発的破れ重力理論への結合から自然に生じる。
• 理論は重力的ダイナミクスによって完全に駆動される電弱対称性の破れのメカニズムを示している。
• ヒッグス粒子の不在は、高エネルギーにおけるベクトルボソン散乱振幅の修正を引き起こす。
• 電弱スケールにおける強い重力的相互作用に起因する、特徴的な加速器シグネチャを予測する。
• ヒッグス場を基本的場として必要としない状態で、有効場理論が電弱スケールで一貫性を保っている。