[논문 리뷰] The Hierarchy Problem and Lifshitz Type Quantum Field Theory

Wei Chao|arXiv (Cornell University)|2009. 11. 24.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 14

한 줄 요약

이 논문은 계층 문제를 해결하기 위해 표준모형의 z=3 리프시츠 유형 양자장론 확장을 제안한다. 힉스 보존 질량의 1-루프 양자교정을 계산함으로써, 힉스 질량이 억제된 양자교정을 받는 것으로 나타나, 고에너지에서 이방성 스케일링을 갖는 이 프레임워크에서 계층 문제가 약화됨을 시사한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 표준모형의 계층 문제를 동적 임계지수 z=3를 갖는 리프시츠 유형 양자장론을 통해 완화시킬 수 있는지 조사하기 위해.
• 고에너지 영역에서의 이방성 스케일링(z=3)이 초위에서 힉스 질량의 양자교정에 미치는 영향을 분석하기 위해.
• 이러한 이론이 고에너지 스케일에서의 새로운 물리에 대한 민감도를 감소시키며, 새로운 입자나 대칭을 도입하지 않고도 계층 문제를 완화시킬 수 있는지 평가하기 위해.

제안 방법

• 고에너지 영역에서 공간과 시간 간의 이방성 스케일링을 포함한 z=3 리프시츠 유형 양자장론을 수립하기 위해.
• z=3 스케일링에 부합하는 고차항 공간 미분을 포함하여 표준모형 라그랑지안을 확장하기 위해.
• 비상대론적이고 이방성인 장론 프레임워크에서 차원 정규화를 사용하여 힉스 질량의 1-루프 양자교정을 계산하기 위해.
• 힉스 자기에너지의 발산 구조를 분석하여 제곱형 발산 억제 정도를 결정하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고에너지 영역에서 z=3 리프시츠 스케일링을 도입함으로써 힉스 질량 교정의 제곱형 발산이 감소하는가?
• RQ2 이방성 스케일링은 힉스 섹터의 양자역학적 군화 행동에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 이 수정된 양자장론에서 새로운 입자나 대칭을 도입하지 않고도 계층 문제가 완화될 수 있는가?

주요 결과

• 표준모형과 비교해 볼 때, z=3 리프시츠 유형 양자장론에서 힉스 질량의 1-루프 양자교정이 크게 억제된다.
• z=3 스케일링으로 인해 힉스 질량의 제곱형 발산이 거듭제곱 법칙에 따라 억제되며, 이는 계층 문제의 심각성을 감소시킨다.
• 고에너지 발산의 구조가 수정되어 힉스 질량에 필요한 정밀조정의 정도가 감소한다.
• 결과적으로 이 이방성 장론 프레임워크에서 계층 문제가 약화됨을 시사하며, 새로운 기본 입자가 없더라도 성립한다.