[論文レビュー] The Hierarchy Problem and Lifshitz Type Quantum Field Theory

Wei Chao|arXiv (Cornell University)|Nov 24, 2009

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 14

ひとこと要約

この論文は、階層問題に対処するため、標準模型のz=3のリシュツ型量子場の理論への拡張を提案する。ヒッグス粒子質量に対する1ループの量子修正を計算することで、ヒッグス質量が抑制された量子修正を受けることが判明し、高エネルギーにおける異方的スケーリングを持つこの枠組みでは階層問題が緩和されていることが示唆される。

ABSTRACT

We study the Lifshitz type extension of the standard model (SM) at UV, with dynamical critical exponent z=3. One loop radiative corrections to the Higgs mass in such a model is calculated. Our result shows that, the Hierarchy problem, which has initiated many excellent extension of the minimal SM, can be weakened in the z=3 Lifshitz type quantum field theory.

研究の動機と目的

• 標準模型における階層問題が、動的臨界指数z=3を持つリシュツ型量子場理論によって軽減されるかどうかを調査すること。
• 紫外領域における異方的スケーリング（z=3）が、ヒッグス質量に対する放射修正に与える影響を分析すること。
• この修正された量子場理論において、新たな粒子や対称性を導入せずに、ヒッグス質量の高エネルギースケールにおける新物理への感受性を低下させられるかどうかを評価すること。

提案手法

• 紫外領域における空間と時間の間の異方的スケーリングを導入することで、z=3のリシュツ型量子場理論を構築すること。
• z=3スケーリングに整合する高次の空間微分を含むように、標準模型のラグランジアンを拡張すること。
• 非相対論的かつ異方的場の理論フレームワークにおいて、次元正則化を用いてヒッグス質量に対する1ループの量子修正を計算すること。
• ヒッグス自己エネルギーの発散構造を分析し、二次発散の抑制度を特定すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 紫外領域におけるz=3リシュツスケーリングの導入が、ヒッグス質量補正における二次発散を小さくするか？
• RQ2 異方的スケーリングは、ヒッグス領域のランゲージ群の振る舞いにどのように影響するか？
• RQ3 この修正された量子場理論において、新たな基本粒子や対称性を導入せずに階層問題を緩和できるか？

主な発見

• 標準模型と比較して、z=3リシュツ型量子場理論におけるヒッグス質量に対する1ループの放射修正は顕著に抑制されている。
• z=3スケーリングのおかげで、ヒッグス質量の二次発散がべき乗則的に抑制され、階層問題の深刻さが軽減されている。
• 紫外領域の発散構造が変化し、ヒッグス質量の微調整に要する精度が低下している。
• その結果、新たな基本粒子が存在しない状況でも、この異方的場の理論フレームワークにおいて階層問題が緩和されていることが示唆される。