[논문 리뷰] Gauge Unified Theories without the Cosmological Constant Problem

Eduardo Guendelman, Alexander Kaganovich|ArXiv.org|1998. 03. 17.

Cosmology and Gravitation Theories참고 문헌 8인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 통합된 게이지 이론을 수정된 중력 프레임워크 내에서 제안하며, 통합 측도를 동적으로 결정함으로써 우주상수 문제(CCP)를 해결한다. 네 인덱스 장 강도의 응집상태를 도입하고 애너지드 프레임으로의 콫포르멀 변환을 수행함으로써, 진공에서 효과적 포텐셜이 0이 되어 정밀 조정이 필요 없는 자연스러운 인플레이션과 자동 대칭 붕괴를 가능하게 하며, 히어라키 문제 해결의 길도 열어 놓는다.

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.

연구 동기 및 목표

• 게이지 통합 이론에서 중력 작용의 측도를 수정함으로써 우주상수 문제(CCP)를 해결하기 위해.
• 효과적 포텐셜이 게이지 응집상태와 스칼라 포텐셜 간의 정확한 상쇄로 진공에서 0이 되는 프레임워크를 구축하기 위해.
• 재열 후 Λ = 0 상태로의 전이와 함께 정밀 조정 없이 자연스러운 인플레이션을 가능하게 하기 위해.
• fermion을 포함한 자동 대칭 붕괴 게이지 통합 이론을 일관된 중력적 맥락 내에 통합하기 위해.
• 통합 장 이론에서 히어라키 문제를 해결하기 위한 새로운 길을 열기 위해.

제안 방법

• 작용에서 적분 측도가 √−g가 아니라 추가 자유도에 의해 동적으로 결정되는 중력 이론을 도입하기 위해.
• 동적 측도를 실현하기 위해 제1차 형식을 사용하여 우주상수 문제를 고전 수준에서 해결하기 위해.
• 효과적 포텐셜에 기여하는 네 인덱스 장 강도 텐서의 응집상태를 도입하기 위해.
• 에인슈타인 프레임으로의 콕포르멀 변환을 수행하여 중력과 물질에 대해 표준 일반 상대성 이론 형태를 복원하기 위해.
• 게이지 응집상태와 원래 스칼라 포텐셜 간의 정확한 상쇄로 인해 진공에서 총 효과적 포텐셜이 0이 되도록 보장하기 위해.
• 자기 대칭 붕괴와 통합 프레임워크 내의 페르미온 포함이 일관되게 통합될 수 있도록 보장하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 게이지 통합 이론에서 중력 측도를 수정함으로써 우주상수 문제를 해결할 수 있는가?
• RQ2 동적으로 결정된 측도가 정밀 조정 없이 진공에서 효과적 포텐셜이 0이 되도록 허용하는가?
• RQ3 이 프레임워크에서 재열 이후 자연스러운 인플레이션과 Λ = 0 상태로의 전이를 달성할 수 있는가?
• RQ4 이 수정된 중력 설정에서 자동 대칭 붕괴 게이지 이론과 페르미온을 일관되게 포함할 수 있는가?
• RQ5 이 구성이 히어라키 문제 해결에 새로운 통찰을 제공할 수 있는가?

주요 결과

• 우주상수 문제는 중력 작용의 동적 결정 측도를 통해 고전 수준에서 해결된다.
• 게이지 장 응집상태와 원래 스칼라 포텐셜 간의 정확한 상쇄로 인해 진공에서 효과적 포텐셜이 0이 된다.
• 에인슈타인 프레임으로의 콕포르멀 변환 후 이론은 우주상수 0을 가진 표준 일반 상대성 이론과 물질의 결합을 재현한다.
• 이 모델은 정밀 조정 없이도 자연스러운 인플레이션과 재열 이후 Λ = 0 상태로의 전이를 자연스럽게 지지한다.
• 자기 대칭 붕괴와 페르미온이 일관된 프레임워크 내에 통합된다.
• 이 구성은 통합 장 이론에서 히어라키 문제를 해결하기 위한 새로운 길을 열어 놓는다.