[论文解读] Radion tunneling in higher curvature gravity

Tanmoy Paul, Soumitra SenGupta|arXiv (Cornell University)|Jan 12, 2018

Black Holes and Theoretical Physics被引用 1

一句话总结

本文研究了在高曲率 F(R) 引力支配的五维反 de Sitter (AdS) 弯曲时空中的轴子隧穿效应，表明 F(R) 引力中的标量自由度生成了模势能。研究发现，隧穿概率显著被抑制的区域——表明膜的稳定性——恰好对应于解决规范层次问题所需的参数范围。

ABSTRACT

We consider a five dimensional AdS warped spacetime where the bulk geometry is governed by higher curvature $F(R)$ gravity. In this model, we determine the modulus potential originating from the scalar degree of freedom of higher curvature gravity. In the presence of this potential, we investigate the possibility of modulus (radion) tunneling leading to an instability in the brane configuration. Our results reveal that the parametric regions where the tunneling probability is highly suppressed, corresponds to the parametric values required to resolve the gauge hierarchy problem.

研究动机与目标

• 在五维 AdS 弯曲时空中的高曲率 F(R) 引力框架下，探索膜构型的稳定性。
• 推导 F(R) 引力中来自标量自由度的模（轴子）势能。
• 评估在此修正引力模型下，轴子隧穿是否会导致膜系统的不稳定性。
• 识别隧穿被抑制的参数区域，并评估其与规范层次问题的相关性。

提出的方法

• 将体时空建模为具有高曲率 F(R) 引力的五维反 de Sitter (AdS) 弯曲几何结构。
• 从 F(R) 引力作用量中提取标量自由度，该自由度对模势能有贡献。
• 利用标量模在弯曲背景中的动力学，构建轴子场的有效势能。
• 使用半经典近似下的瞬子方法，计算轴子场的隧穿概率。
• 分析隧穿抑制对模型参数的依赖性，特别是与层次问题相关的参数。
• 将隧穿被抑制的参数区域与解决规范层次问题所需的参数区域进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 F(R) 引力中的标量自由度如何影响弯曲五维 AdS 时空中的模势能？
• RQ2 在此高曲率引力模型中，轴子隧穿的速率是多少？在何种条件下其被抑制？
• RQ3 轴子隧穿的抑制程度在多大程度上与解决规范层次问题所需的参数范围相关？
• RQ4 能否通过隧穿动力学，将膜构型的稳定性与层次问题在数学上建立分析关联？

主要发现

• F(R) 引力中的标量自由度在弯曲五维时空内生成了控制轴子场动力学的模势能。
• 在 F(R) 模型的某些参数区域内，轴子场的隧穿概率显著被抑制。
• 隧穿被抑制程度最高的区域，恰好与解决规范层次问题所需的参数值完全一致。
• 这种对应关系表明，膜构型的稳定性——由隧穿抑制所保护——在解决层次问题的同一参数区域内自然出现。
• 结果表明，在高曲率引力模型中，量子稳定性（通过隧穿抑制实现）与层次问题之间存在非平凡关联。