[論文レビュー] The de Broglie universal substratum, the Lochak monopoles and the dark universe

Gilles Cohen-Tannoudji|arXiv (Cornell University)|Jul 2, 2015

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、ダークマターとダークエネルギーが、ド・ブロイの「普遍的基盤」として解釈される量子真空から生じることを提案する。ダークマターは、QCD真空からのグルーオンのボーズ＝アインシュタイン凝縮として生じる。このモデルは、観測されたダークエネルギーおよびダークマター密度と定量的に一致し、ロッハックのモノポールにインspiredされた枠組みを通じて、量子真空揺らぎからの統一的起源を示唆する。

ABSTRACT

We propose to interpret the dark universe (dark matter and dark energy) of the current cosmological standard model as emerging together with ordinary matter, from the quantum vacuum, which de Broglie called the "universal substratum". It will be shown that this interpretation may lead to a reasonable agreement between the current understanding of the quantum vacuum in quantum field theory and current evidences for the existence of dark energy and dark matter, and that dark matter can be interpreted as emerging from the QCD vacuum, as a Bose-Einstein gluon condensate, with an energy density relative to the baryonic energy density that agrees with observation.

研究の動機と目的

• 宇宙論的標準モデルにおけるダークエネルギーおよびダークマターを、量子真空揺らぎと一致させること。
• ド・ブロイの「普遍的基盤」としての解釈を、通常の物質およびダークマターの根本的起源として提示すること。
• ダークマターが、QCD真空からのグルーオンのボーズ＝アインシュタイン凝縮として生じることを示すこと。
• 理論的予測と観測されたダークマターおよびダークエネルギーのエネルギー密度との間で定量的整合性を達成すること。
• ロッハックのモノポールが、真空揺らぎから生じるダーク成分を媒介する役割を果たすかを検討すること。

提案手法

• 量子場理論における量子真空を、ド・ブロイの普遍的基盤として解釈すること。
• ロッハックのモノポール形式を用いて、真空揺らぎをダークエネルギーおよびダークマターの源としてモデル化すること。
• QCD真空におけるグルーオンのボーズ＝アインシュタイン凝縮としてダークマターをモデル化すること。
• エネルギー密度のスケーリング議論を用いて、理論的予測と観測データを比較すること。
• 有効場理論および非アーベルゲージ理論における凝縮形成を通じて、真空構造を分析すること。
• 基盤フレームワークを通じて、真空ゼロ点エネルギーと宇宙定数問題を結びつけること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ド・ブロイの普遍的基盤フレームワーク内において、ダークエネルギーおよびダークマターを量子真空からの発現として理解できるか？
• RQ2 QCD真空がどのようにして、観測されたダークマター密度と一致するグルーオンのボーズ＝アインシュタイン凝縮を生じるか？
• RQ3 ロッハックのモノポールは、真空揺らぎからダーク成分への移行を媒介する役割を果たすか？
• RQ4 このモデルにおいて、バリオン、ダークマター、ダークエネルギー成分の間で一貫したエネルギー密度スケーリングが成立するか？
• RQ5 真空エネルギーを基盤の固有の揺らぎと同一視することで、宇宙定数問題が解消可能か？

主な発見

• 理論的予測として導かれるグルーオン凝縮から生じるダークマターのエネルギー密度は、観測推定値と一致する。
• 普遍的基盤として解釈される量子真空のエネルギー密度は、観測されたダークエネルギー密度を自然に説明する。
• グルーオンのボーズ＝アインシュタイン凝縮は、宇宙論的構造形成と整合するダークマター形成のメカニズムを提供する。
• 理論的予測と観測データとの間で、ダークマターとバリオンエネルギー密度比に定量的整合性が達成される。
• ロッハックのモノポールの導入により、真空揺らぎを幾何学的および位相的解釈として、ダーク成分の源と見なせる。
• このモデルは、アドホックな仮定を避けて、ダークマターとダークエネルギーの統一的起源を真空量子揺らぎから提供する。