[논문 리뷰] Holographic Completion of Minimal Neutral Naturalness Model and Deconstruction

Ling-Xiao Xu, Jiang-Hao Yu외 1명|arXiv (Cornell University)|2019. 05. 30.

Black Holes and Theoretical Physics참고 문헌 58인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 비틀린 5차원 시공간에서 최소 중성 자연스러운 자연성 모델의 헬로그래픽 완성형을 제시하며, 유한하고 반사적으로 생성된 힉스 포텐셜을 통해 힉스를 준 양무 보손(PSGB)으로 실현한다. 고에너지에서의 페르미온 기여만을 포함하는 표면 브라인 효과적 작용을 통해 진공 비일치가 자연스럽게 발생하며, 이는 $ v \ll f $를 만족하여 페르미온 및 보존 부문 간의 정밀 조정이 필요 없음을 보여준다.

ABSTRACT

We previously presented the minimal neutral naturalness model, in which neutral naturalness is realized with the minimal coset and the minimal field content in the color-neutral sector. To fully eliminating the cutoff dependence in the Higgs potential, its ultraviolet completion was laid out. In this work, we investigate in details the holographic realization in warped five-dimensional framework. Using the holographic method, we obtain the effective action on the UV brane and derive the finite Higgs potential, with the Higgs being a pseudo Nambu-Goldstone boson. The Higgs potential is fully radiatively generated and vacuum misalignment is naturally realized through only the fermionic contribution. To illustrate general features of the lowest Kaluza-Klein states, we construct the corresponding deconstructed two-site composite model.

연구 동기 및 목표

• 최소한의 장과 코셋 구조를 가진 장을 통해 힉스를 준 양무 보손(PSGB)으로 실현함으로써 복합 힉스 모델에서의 계층 문제를 해결하기 위해.
• 비틀린 5차원 프레임워크 내에서 헬로그래픽 고에너지 완성형을 구성함으로써 힉스 포텐셜의 截 截 의존성을 제거하기 위해.
• 페르미온 동역학을 통해 순수하게 페르미온 기여로만 이루어지는 자연스러운 진공 비일치($ v \ll f $)를 실현함으로써 페르미온 및 보존 기여 간의 정밀 조정이 필요 없도록 하기 위해.
• 표면 브라인에서의 효과적 4차원 작용을 유도하고, 가장 낮은 칼루차-클라인 상태들을 위한 두 개의 지점으로 분해된 모델을 구성하기 위해.
• 정밀 힉스 데이터와 일치하는 완전히 반사적으로 생성된 힉스 포텐셜을 제공하며, 비일치 각도가 페르미온 기여에 의해 동적으로 결정됨을 보장하기 위해.

제안 방법

• UV 브라인과 IR 브라인을 가진 비틀린 5차원 $ AdS_5 $ 시공간을 사용하여, 힉스가 자발적 전역 대칭 붕괴에서 유래한 준 양무 보손(PSGB)으로 실현된다.
• 체적 질량과 IR 브라인 혼합 항을 포함한 5차원 페르미온 프로파일 방정식을 해결하여, 0모드 웨이브패킷을 도출함으로써 4차원 효과적 페르미온 결합을 결정한다.
• 헬로그래픽 기법을 사용하여 UV 브라인에서의 효과적 작용을 유도함으로써, 힉스 포텐셜이 페르미온 루프 기여를 통해 유한하고 반사적으로 생성됨을 보여준다.
• 수정된 베셀 함수를 사용하여 가장 가벼운 칼루차-클라인 상태의 형상 인자(form factors)를 계산하고, IR 브라인에서 경계 조건을 적용한다.
• 헬로그래픽 윌슨 계수를 5차원 작용에서 추출하여 포텐셜이 $ V(H) \sim -\gamma \sin^2(\sqrt{H^{ar{\dagger}}H}/f) + \beta \sin^4(\sqrt{H^{ar{\dagger}}H}/f) $ 형태로 나타남을 도출한다.
• 가장 낮은 칼루차-클라인 상태의 스펙트럼과 결합 상수를 재현하는 두 개의 지점으로 분해된 모델을 구성함으로써, 헬로그래픽 결과와 일치함을 확인한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 최소 중성 자연스러운 자연성 모델은 비틀린 5차원 시공간에서 헬로그래픽 완성형을 통해 유한한 힉스 포텐셜을 실현할 수 있는가?
• RQ2 페르미온 및 보존 기여 간의 정밀 조정 없이도 어떻게 자연스럽게 진공 비일치($ v \ll f $)를 실현할 수 있는가?
• RQ3 헬로그래픽 5차원 작용에서 유도된 효과적 4차원 힉스 포텐셜의 구조는 무엇이며, 어떻게 반사적으로 생성되는가?
• RQ4 가장 낮은 칼루차-클라인 상태의 성질은 무엇이며, 어떻게 4차원 두 개의 지점 모델로 분해할 수 있는가?
• RQ5 페르미온 기여만으로는 헬로그래픽 프레임워크 내에서 힉스 포텐셜과 비일치 각도 $ \xi = v^2/f^2 $ 를 얼마나 잘 결정할 수 있는가?

주요 결과

• 헬로그래픽 5차원 모델에서 힉스 포텐셜은 완전히 반사적으로 생성되며, 이는 제곱 발산이 없고, 헬로그래픽 고에너지 완성형 덕분에 유한하다.
• 진공 비일치가 오직 페르미온 기여를 통해 자연스럽게 실현되며, $ \xi = \gamma / (2\beta) \ll 1 $ 이며, 이는 힉스 정밀도 데이터와 일치한다.
• UV 브라인에서의 효과적 4차원 작용은 준 양무 보손 형태의 힉스 포텐셜을 재현한다: $ V(H) \sim -\gamma \sin^2(\sqrt{H^\dagger H}/f) + \beta \sin^4(\sqrt{H^\dagger H}/f) $, 계수 $ \gamma, \beta $ 는 페르미온 루프에 의해 결정된다.
• 가장 가벼운 칼루차-클라인 상태의 형상 인자들은 수정된 베셀 함수 $ I_\alpha $ 와 $ K_\alpha $ 를 사용하여 유도되었으며, $ \Pi_L(m), \Pi_R(m), \Pi_{LR}(m) $ 의 명시적 표현이 제공된다.
• IR 브라인 혼합이 0으로 수렴하는 극한($ m \to 0 $)에서 형상 인자들은 이전 문헌의 결과와 일치하는 표현으로 줄어들며, 이는 형식론의 타당성을 검증한다.
• 두 개의 지점으로 분해된 모델은 가장 낮은 상태의 스펙트럼과 결합 상수를 성공적으로 재현하여, 헬로그래픽 구성의 일관성을 확인한다.