[논문 리뷰] Clockwork Composite Higgses

Aqeel Ahmed, Barry M. Dillon|arXiv (Cornell University)|2016. 12. 12.

Atomic and Subatomic Physics Research인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 5차원 선형 딜라톤 모델과 4차원 분해된 이론들에서 시계기계 메커니즘의 실현을 제안하며, 스칼라 및 게이지 장이 자발적 대칭성의 비틀림을 통해 계층적인 질량을 생성하는 방식을 보여준다. 스칼라 시계기계에서 편미분 유사 선택 규칙을 규명하고, 부스터 스칼라 및 게이지 장을 사용하여 아벨 및 비아벨 실현을 구성하여 자연스러운 질량 계층을 가진 경량 복합 힉스 상태를 도출한다.

ABSTRACT

The clockwork mechanism has recently been proposed as a natural way to generate hierarchies among parameters in quantum field theories. The mechanism is characterized by a very specific pattern of spontaneous and explicit symmetry breaking, and the presence of new light states referred to as `gears'. In this paper we begin by investigating the self-interactions of these gears in a scalar clockwork model and find a parity-like selection rule at all orders in the fields. We then proceed to investigate how the clockwork mechanism can be realized in 5D linear dilaton models from the spontaneous symmetry breaking of a complex bulk scalar field. We also discuss how the clockwork mechanism is manifest in the scalar components of 5D gauge theories in the linear dilaton model, and build their 4D deconstructed analogue. Finally we discuss attempts at building both 4D and 5D realizations of a non-abelian scalar clockwork mechanism, where in the latter we consider scenarios in which the Goldstone bosons arise from 5D scalar and 5D gauge fields.

연구 동기 및 목표

• 스칼라 시계기계 모델에서 시계기계 기어의 상호작용을 조사하고 선택 규칙을 규명하기.
• 복소 부스터 스칼라 장의 자발적 대칭성의 비틀림을 통해 5D 선형 딜라톤 모델에서 시계기계 메커니즘을 실현하기.
• 선형 딜라톤 배경에서 5D 게이지 이론으로의 시계기계 메커니즘 확장과 그 4D 분해된 유사체를 구성하기.
• 스칼라 시계기계 메커니즘의 비아벨 확장 탐구, 5D 스칼라 및 게이지 장으로부터 골드스톤 보손 생성 고려하기.

제안 방법

• 기어의 전순서 상호작용를 지배하는 편미분 유사 선택 규칙을 유도하기 위해 스칼라 시계기계 모델을 분석하기.
• 5D 선형 딜라톤 모델에서 복소 부스터 스칼라 장을 사용하여 자발적 대칭성의 비틀림을 유도하고, 시계기계 유사 질량 계층을 생성하기.
• 선형 딜라톤 배경에서 5D 게이지 이론의 4D 유효 이론을 유도하고, 스칼라 성분에서 시계기계 구조를 규명하기.
• 특정 게이지 및 스칼라 상호작용을 가진 강력하게 결합된 세그먼트의 체인을 사용하여 5D 시계기계 메커니즘의 4D 분해된 유사체를 구성하기.
• 5D 스칼라 및 게이지 장을 전역 대칭성에 연결하여 비아벨 시계기계 메커니즘을 구성하고, 골드스톤 보손의 생성을 이끌기.
• 대칭성 분석과 장 재정의를 사용하여 4D 및 5D 프레임워크에서 시계기계 패tern의 존재를 규명하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 스칼라 시계기계 모델에서 시계기계 기어의 상호작용를 지배하는 선택 규칙은 무엇인가?
• RQ2 복소 부스터 스칼라 장의 자발적 대칭성의 비틀림을 통해 5D 선형 딜라톤 모델에서 시계기계 메커니즘을 어떻게 실현할 수 있는가?
• RQ3 선형 딜라톤 모델의 5D 게이지 이론에서 스칼라 성분에서 시계기계 메커니즘이 어떻게 나타나는가?
• RQ4 게이지 및 스칼라 세그먼트로부터 5D 시계기계 메커니즘의 4D 분해된 유사체를 어떻게 구성할 수 있는가?
• RQ5 비아벨 시계기계 메커니즘은 5D 스칼라 및 게이지 장을 사용하여 어떻게 실현할 수 있으며, 골드스톤 보손은 어떻게 생성되는가?

주요 결과

• 스칼라 모델에서 모든 고차 상호작용을 억제하는 편미분 유사 선택 규칙이 발견되어 결합 상수의 통제된 계층을 보장한다.
• 복소 부스터 스칼라 장이 포함된 5D 선형 딜라톤 모델은 국소화된 영모드와 계층적인 질량 패턴을 통해 자연스럽게 시계기계 메커니즘을 실현한다.
• 선형 딜라톤 모델의 5D 게이지 이론에서 스칼라 성분은 시계기계 구조를 보이며, 영모드에서 경량 복합 힉스 상태가 나타난다.
• 4D 분해된 모델은 5D 시계기계 역학을 성공적으로 재현하며, 5D 부스터 물리를 모방하는 강력하게 결합된 세그먼트의 체인을 포함한다.
• 5D에서 전역 대칭성에 5D 스칼라 및 게이지 장을 연결하여 비아벨 시계기계 메커니즘을 구성하고, 골드스톤 보손이 경량 복합 힉스 상태로 나타나게 한다.
• 분석 결과, 아벨 및 비아벨 시계기계 패턴이 5D 및 4D 프레임워크에서 일관되게 실현 가능하며, 기하학적 특성과 대칭성의 비틀림으로 자연스러운 질량 계층이 유도됨을 확인한다.