[论文解读] The Hierarchy Problem and Lifshitz Type Quantum Field Theory

Wei Chao|arXiv (Cornell University)|Nov 24, 2009

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 14

一句话总结

本文提出了一种 z=3 的 Lifshitz 类型量子场论扩展标准模型，以解决层次问题。通过计算 Higgs 粒子质量的单圈量子修正，发现 Higgs 质量的量子修正受到抑制，表明在此具有高能各向异性标度的框架下，层次问题被削弱。

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.

研究动机与目标

• 研究标准模型中的层次问题是否可通过具有动力学临界指数 z=3 的 Lifshitz 类型量子场论得到缓解。
• 分析在紫外能区中，各向异性标度（z=3）对 Higgs 质量辐射修正的影响。
• 评估该理论是否能在不引入新粒子或对称性的前提下，降低 Higgs 质量对高能尺度新物理的敏感性。

提出的方法

• 构建一个具有 z=3 的 Lifshitz 类型量子场论，在紫外能区引入时空之间的各向异性标度。
• 扩展标准模型拉格朗日量，以包含与 z=3 标度一致的高阶空间导数项。
• 在非相对论性、各向异性的场论框架下，使用维数正规化计算 Higgs 质量的单圈量子修正。
• 分析 Higgs 自能的发散结构，以确定二次发散的抑制程度。

实验结果

研究问题

• RQ1 在紫外能区引入 z=3 Lifshitz 标度是否能减少 Higgs 质量修正中的二次发散？
• RQ2 各向异性标度如何影响 Higgs sector 的重整化群行为？
• RQ3 在此修正的量子场论中，是否无需引入新粒子或对称性即可缓解层次问题？

主要发现

• 与标准模型相比，z=3 Lifshitz 类型量子场论中 Higgs 质量的单圈辐射修正显著受到抑制。
• 由于 z=3 标度的存在，Higgs 质量中的二次发散以幂律形式被抑制，从而减轻了层次问题的严重性。
• 紫外发散的结构被改变，使得 Higgs 质量所需的微调程度降低。
• 结果表明，即使没有引入新的基本粒子，该各向异性场论框架也能削弱层次问题。