[論文レビュー] Gauge Unified Theories without the Cosmological Constant Problem

Eduardo Guendelman, Alexander Kaganovich|ArXiv.org|Mar 17, 1998

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 8被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、統一ゲージ理論を修正重力枠組み内で提案し、統合測度を動的に決定することで、宇宙定数問題（CCP）を解消する。四インデックスの場強度コンデンゲートを導入し、アインシュタイン架空に共形変換することで、真空における有効ポテンシャルが消える。これにより、微調整を必要とせず自然なインフレーションとゲージ対称性の自発的破れが可能となり、ヒエラルキー問題の解決への道筋も提示される。

ABSTRACT

We study gauge theories in the context of a gravitational theory without the cosmological constant problem (CCP). The theory is based on the requirement that the measure of integration in the action is not necessarily $\sqrt{-g}$ but it is determined dynamically through additional degrees of freedom. Realization of these ideas in the framework of the first order formalism solves the CCP. Incorporation of a condensate of a four index field strength allows, after a conformal transformation to the Einstein frame, to represent the system of gravity and matter in the standard GR form. Now, however, the effective potential vanishes at a vacuum state due to the exact balance to zero of the gauge fields condensate and the original scalar fields potential. As a result it is possible to combine the solution of the CCP with: a) inflation and transition to a $Λ=0$ phase without fine tuning after a reheating period; b) spontaneously broken gauge unified theories (including fermions). The model opens new possibilities for a solution of the hierarchy problem.

研究の動機と目的

• ゲージ統一理論における宇宙定数問題（CCP）を、重力作用の測度を変更することによって解決すること。
• 有効ポテンシャルがゲージコンデンゲートとスカラー場のポテンシャルの間で正確にキャンセルされることにより、真空においてゼロとなる枠組みを構築すること。
• 再加熱後に微調整を必要とせず、Λ = 0 の状態への遷移を可能にする自然なインフレーションを実現すること。
• フェルミオンを含む、自発的対称性破れを伴うゲージ統一理論を、一貫した重力的文脈に組み込むこと。
• 統一場理論におけるヒエラルキー問題の解決に向けた新たな道筋を開くこと。

提案手法

• 作用における統合測度が √−g ではなく、追加の自由度によって動的に決定される重力理論を導入すること。
• 第一順位形式を用いて動的測度を実現し、宇宙定数問題が古典的レベルで解決されることを保証すること。
• 四インデックスの場強度テンソルのコンデンゲートを導入し、有効ポテンシャルに寄与させること。
• アインシュタイン架空への共形変換を実行し、重力と物質の標準一般相対性理論の形を回復すること。
• ゲージコンデンゲートと元のスカラー場ポテンシャルの間の正確なキャンセルにより、真空における総有効ポテンシャルがゼロになることを保証すること。
• 自発的ゲージ対称性の破れとフェルミオンの統一枠組み内での組み込みが、一貫して可能であることを確認すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ゲージ統一理論において、重力の測度を変更することで、宇宙定数問題を解消できるか？
• RQ2 動的に決定される測度が、微調整を要せず、真空における有効ポテンシャルをゼロにできるか？
• RQ3 この枠組みにおいて、再加熱後に自然なインフレーションと Λ = 0 の状態への遷移を達成できるか？
• RQ4 この修正重力設定において、フェルミオンを含む自発的対称性破れゲージ理論を一貫して組み込むことができるか？
• RQ5 この構成が、ヒエラルキー問題の解決に新たな知見をもたらすことができるか？

主な発見

• 重力作用における動的決定される統合測度により、宇宙定数問題が古典的レベルで解決される。
• ゲージ場コンデンゲートと元のスカラー場ポテンシャルの間の正確なキャンセルにより、真空における有効ポテンシャルがゼロになる。
• アインシュタイン架空への共形変換の後、理論は宇宙定数がゼロである標準一般相対性理論と物質の結合形を再現する。
• このモデルは微調整を必要とせず、自然なインフレーションと再加熱後の Λ = 0 時期への遷移を自然に支持する。
• フェルミオンを含む自発的ゲージ対称性の破れが、枠組み内で一貫して組み込まれる。
• この構成は、統一場理論におけるヒエラルキー問題の解決に向けた新たな道筋を開く。