[논문 리뷰] Influence from the Future

C.D. Froggatt, H. B. Nielsen|ArXiv.org|1996. 07. 19.

International Science and Diplomacy참고 문헌 2인용 수 20

한 줄 요약

논문은 미래 영향을 미치는 양자 중력 효과—특히 베이비 유니버스 교환을 통한 비국소성—을 통해 표준모형 매개변수의 미세조정을 설명한다. 다중 임계점 임계성 원리와 삼중 세대 SMG3 게이지 군을 가정할 때, 힉스 보존 질량은 135±9 GeV, 톰 쿼크 질량은 173±5 GeV로 예측하며, 관측된 상수가 과거와 미래 양쪽에서 정보를 담고 있음을 시사한다.

ABSTRACT

We argue that some of the parameters in the laws of Nature would be well understood, under the assumption that there is an influence from the future as well as from the past, in the sense that the principle of locality is not valid at the fundamental level. However, locality is supposed to be broken only in the mild way that all the non-local influence comes from integrals over the whole of space-time and acts at all moments and all places with the same effect. Thus the observable effects of the lack of locality can only be seen in the constants of Nature. Our cleanest prediction is the Higgs boson mass being 149 +/- 26 GeV, which in addition assumes that the pure Standard Model is valid until the Planck scale. Adding the assumption that the two vacuum states needed in our model come about naturally requires a strong first order transition between them; together with the assumption of the Planck units being fundamental, this leads us to also predict the top quark mass as 173 +/- 5 GeV, and a more precise value of the Higgs boson mass as 135 +/- 9 GeV. With the assumption of the anti-grand unified group SMG x SMG x SMG (three copies of the Standard Model gauge group, one for each generation), it is also possible to successfully predict the three fine structure constants in the Standard Model. We also discuss the extension of the SMG x SMG x SMG group by an extra abelian factor U(1)_f and the fermion mass matrices in this model. Other vacua than the present one might appear in the future due to human activity. The breaking of locality is really of the same mild character as suggested by baby universe theory, so the present work may be considered as a development of baby universe theory.

연구 동기 및 목표

• 과거와 미래 양쪽에서 영향을 받는 비국소성의 기본적 붕괴를 통해 표준모형 매개변수의 미세조정을 설명하기.
• 관측된 결합 상수 값이 전체 시공간, 특히 미래로부터의 약한 비국소적 영향에서 유래한다는 가설을 시험하기.
• 다중 임계점 임계성 가정 하에 정밀한 힉스 및 톰 쿼크 질량 예측을 도출하기.
• 미래의 진공 전이의 영향을 탐색하며, 인간 활동에 의해 촉발될 수 있는 '진공 폭탄' 가능성도 고려하기.
• 표준모형 게이지 군을 SMG3(표준모형 군의 세 중복)로 확장하고, 세 개의 미세조정 상수를 높은 정확도로 예측하기.

제안 방법

• 양자 중력 효과에서 비롯된 약한 비국소성, 특히 베이비 유니버스 교환을 가정하며, 이는 전체 시공간을 통합하고 균일하게 작용한다.
• 다중 임계점 임계성 원리를 적용하여 플랑크 스케일에서 다중 임계점 진공 상태가 존재하도록 하며, 이들 사이에 강한 1차 위상 전이가 일어나도록 한다.
• 전자약 스케일에서 플랑크 스케일까지의 게이지 및 요카다 결합 상수의 리노멀화 군 실행을 통해 힉스 및 톰 쿼크 질량을 제약한다.
• 세 세대를 통합하고, 세 개의 미세조정 상수를 예측하기 위해 SMG3 게이지 군(표준모형 군의 세 중복)을 도입한다.
• 비국소성 효과를 저에너지 유효 라그랑지안에 통합하여, 관측 가능한 스케일에서 로렌츠 불변성이나 국소성을 깨지 않으면서도 결합 상수에만 영향을 미친다.
• 이산 게이지 군과 플럭스 스트링의 위상 전이에서의 역할을 고려하며, 2차 위상 전이에서는 스트링의 진동수가 0이 되며, 복사 보정을 통해 검출 가능할 수 있다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 미래에서 온 비국소적 영향이 양자 중력 효과를 통해 힉스 및 톰 쿼크 질량의 관측값을 설명할 수 있는가?
• RQ2 플랑크 스케일에서 다중 임계점 진공 상태가 존재하고, 이들 사이에 1차 위상 전이가 요구된다면, 기본 입자 질량에 대한 정밀한 예측이 가능할까?
• RQ3 SMG3와 같은 확장된 게이지 군을 사용하여 표준모형의 세 개의 미세조정 상수를 높은 정확도로 예측할 수 있는가?
• RQ4 두 개의 서로 다른 진공 상태 존재로 인해 시계비유 역설이 해결되는가? 특히 생명체와 인간 활동이 현재 진공 상태를 안정화시키는 데 기여하는가?
• RQ5 인간이 만든 실험에 의해 미래의 진공 붕괴가 촉발될 수 있으며, 이는 힉스 보존 질량의 정밀 측정을 통해 추론될 수 있는가?

주요 결과

• 다중 임계점 임계성, 강한 1차 위상 전이, SMG3 게이지 군을 통합한 가정 하에, 힉스 보존 질량은 135±9 GeV로 예측된다.
• 동일한 가정 하에 톰 쿼크 질량은 173±5 GeV로 예측되며, 이후 실험 측정과 일치한다.
• 모델은 SMG3 게이지 군과 비국소 효과를 사용하여 표준모형의 세 개의 미세조정 상수를 놀라울 정도로 높은 정확도로 예측한다.
• 순수한 표준모형 가정 하에 플랑크 스케일까지 확장했을 때, 힉스 질량 예측치 149±26 GeV는 모델의 청소 가능한 실험적 검증을 위한 깔끔한 테스트로 제시된다.
• 모델은 생명체가 시계비유 역설을 방지하기 위한 필수 조건일 수 있으며, 새로운 진공 상태를 유도하는 '진공 폭탄' 생성을 가능하게 함으로써 이를 가능하게 할 수 있다.
• 비국소 효과는 매우 약하고 균일하여, 관측 가능한 저에너지 스케일에서 로렌츠 불변성이나 인과성에 영향을 주지 않으며, 이로 인해 실험적으로 배제하기 어려운 것으로 나타난다.