[論文レビュー] Influence from the Future

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

International Science and Diplomacy参考文献 2被引用数 20

ひとこと要約

論文は、未来に影響を与える量子重力効果による非局所性——具体的にはベビー宇宙の交換を通じて——が、標準模型パラメータの微調整を説明すると提案する。多重臨界点臨界性原理と三世代のSMG3ゲージ群の下で、ヒッグス粒子の質量を135±9 GeV、トップクォークの質量を173±5 GeVと予測し、観測された定数が過去と未来の両方からの情報を保持している可能性を示唆する。

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.

研究の動機と目的

• 過去と未来の両方からの影響を受ける、局所性の根本的破綻を通じて、標準模型パララメータの微調整を説明すること。
• 観測された結合定数の値が、時空全体（未来を含む）からのやや微弱な非局所的影響によって生じるという仮説を検証すること。
• 多重縮退した真空状態（多重臨界点臨界性）の仮定の下で、ヒッグス粒子およびトップクォークの質量に対する正確な予測を導出すること。
• 未来の真空遷移の影響を検討し、人間活動によって引き起こされる「真空ボム」の可能性を検討すること。
• 標準模型ゲージ群をSMG3（標準模型群の三重コピー）に拡張し、高い精度で三つの微細構造定数を予測すること。

提案手法

• 量子重力効果、特にベビー宇宙の交換によって生じるやや微弱な非局所性を仮定し、すべての時空にわたって統合され、一様に作用する。
• 多重臨界点臨界性原理を適用し、プランクスケールで複数の縮退した真空状態が存在し、それらの間で強い一次相転移が発生することを要求する。
• 電弱スケールからプランクスケールへのゲージおよびユクァワ結合定数のローレンツ群の走査を用い、ヒッグス粒子およびトップクォークの質量を制約する。
• 三世代の統一と微細構造定数の予測を可能にするために、SMG3ゲージ群（標準模型群の三重コピー）を導入する。
• 非局所効果を低エネルギー有効ラグランジアンに統合し、観測可能なスケールではローレンツ不変性や局所性を破らずに結合定数を変更する。
• 離散的ゲージ群およびフラックスストリングの役割を検討し、2次相転移ではストリング張力がゼロとなり、放射修正を通じて検出可能になる可能性がある。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 量子重力効果によって媒介される、未来に影響を与える非局所的影響によって、観測されたヒッグス粒子およびトップクォークの質量が説明可能か？
• RQ2 プランクスケールで複数の縮退した真空状態が存在し、それらの間で強い一次相転移が発生するという仮定が、基本粒子質量の正確な予測をもたらすか？
• RQ3 SMG3のような拡張されたゲージ群を用いることで、標準模型の三つの微細構造定数を高い精度で予測可能か？
• RQ4 二つの異なる真空状態が存在することで、タイムマシンパラドックスが解消され、生命および人間活動が現在の真空状態を安定化させる役割を果たすか？
• RQ5 人間が行う実験によって将来の真空崩壊が誘発可能か？また、ヒッグス粒子質量の精密測定からその可能性を推論できるか？

主な発見

• 多重臨界点臨界性、強い一次相転移、SMG3ゲージ群の仮定の下で、ヒッグス粒子質量は135±9 GeVと予測される。
• 同じ仮定の下でトップクォーク質量は173±5 GeVと予測され、後に得られた実験的測定と整合的である。
• SMG3ゲージ群と非局所効果を用いることで、標準模型の三つの微細構造定数は非常に良い一致で予測される。
• 純粋に標準模型の仮定（プランクスケールまで）の下で、ヒッグス質量の予測値149±26 GeVは、モデルの明確な反証可能性を示すテストとして提示される。
• モデルは、生命が時間の逆行パラドックスを防ぐために必須な条件である可能性を示唆しており、おそらく新しい真空状態を引き起こす「真空ボム」の創出を可能にする。
• 非局所効果は非常に微弱で一様であるため、観測可能なエネルギースケールではローレンツ不変性や因果律に影響を及ぼさず、実験的に除外されにくい。