[논문 리뷰] The LHC Pomeron and Unification of the Standard Model - a Bound-State S-Matrix Within a Fixed-Point Field Theory ?

Alan R. White|ArXiv.org|2007. 08. 09.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 1인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 전자기약화 대칭 붕괴와 암흑물질이 색 6-표현의 쿼크 섹터에서 기인하는 유일한 질량이 없고 거의 등각 대칭성을 갖는 SU(5) 게이지 이론인 QUD에서 표준모형이 유한한 상태 S-행렬로 나타나는 것으로 제안한다. 임계 폼프레모의 척도 행동은 기저의 고정점 양자장 이론의 S-행렬 표현으로 해석되며, 모든 입자—중성자까지도 카이랄 이상에 의해 질량을 가진 결합 상태를 이룬다. 이에 따라 힉스 장이 필요 없다.

ABSTRACT

The Critical Pomeron solution of high-energy unitarity leads to a unique underlying massless field theory that might be the origin of the Standard Model. A color sextet quark sector - producing both electroweak symmetry breaking and dark matter - is added to QCD to saturate asymptotic freedom. The sextet sector is then embedded uniquely in ``QUD'' - an anomaly free, just asymptotically free, massless SU(5) theory with elementary lepton and triplet quark sectors very close to the Standard Model. A multi-regge bound-state S-Matrix is constructed using infra-red divergent scaling reggeon interactions that couple via massless fermion chiral anomalies. Within the QCD sub-sector there is an ``anomalous wee gluon'' critical phenomenon that produces a spectrum with confinement and chiral symmetry breaking. The exponentiation of left-handed gauge boson divergences implies that the full set of composite interactions and the low-mass spectrum of QUD could be just those of the Standard Model. All particles, including neutrinos, appear as massive, Goldstone boson related, bound-states and there is no Higgs field. The different coupling strengths, multiple mass scales, and multigenerational structure should also appear. The Critical Pomeron may be the S-Matrix manifestation of the underlying fixed-point field theory. If QUD underlies the Standard Model as described, the sextet sector should produce new, unmistakeable, large cross-sections at the LHC, for which the pomeron could be the main diagnostic!

연구 동기 및 목표

• 고에너지 단위성 조건을 만족시키는 고유한, 단위성, 질량이 없는 장 이론이 표준모형의 기초가 될 수 있는지 규명하기 위해.
• 새로운 강한 상호작용 섹터인 색 6-표현 쿼크 섹터를 통해 힉스 보손 없이 전자기약화 대칭 붕괴와 암흑물질을 설명하기 위해.
• QCD, 전자기약화 상호작용, 암흑물질을 하나의 이상에 의해 이끄는 고정점 장 이론(QUD)으로 통합하기 위해.
• 표준모형 S-행렬이 적분 방정식의 다중 레지오드 결합 상태 역학을 통해 적분 발산이 있는 레지오노 상호작용을 통해 어떻게 기원하는지 보여주기 위해.
• LHC에서의 특징적인, 큰 단면적 현상이 6-표현 섹터와 QUD를 진단하는 데 사용될 수 있도록 예측하기 위해.

제안 방법

• 질량이 없는 페르미온의 카이랄 이상을 통해 연결된 적분 발산이 있는 척도 레지오노 상호작용을 사용하여 다중 레지오드 결합 상태 S-행렬을 구성하기 위해.
• QCD에 색 6-표현 쿼크 섹터를 통합하여 점점 더 자유로운 행동을 달성하고, 전자기약화 대칭 붕괴와 암흑물질을 생성하기 위해.
• QUD를 이상이 없는, 정확히 점점 더 자유로운, 질량이 없는 SU(5) 게이지 이론으로 설정하며, 왼쪽 페르미온은 표현 5⊕15⊕40⊕45*에 있다.
• 레지오노 필드 이론의 임계 폼프레모 해를 고에너지 단위성 조건으로 삼아 기저 장 이론을 유일하게 선택하기 위해.
• QCD 하위 섹터에서의 이상적인 웨이 글루온 현상을 적용하여 카이랄 이상 지배 원리에 의해 격리와 카이랄 대칭 붕괴를 생성하기 위해.
• S-행렬은 대량 운동량 전개를 통해만 미세하게 정의되며, 물리적 상태는 S-행렬에서만 나타나며, 비외स선 그린 함수에서는 나타나지 않는다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 모든 고에너지 단위성 조건을 만족시키는 고유한, 단위성, 질량이 없는 장 이론이 표준모형의 기초가 될 수 있는가?
• RQ2 힉스 보손 없이 강한 상호작용 섹터에서 전자기약화 대칭 붕괴와 암흑물질이 어떻게 기인하는가?
• RQ3 카이랄 이상에 의해 이끄는 레지오노 역학을 통해 고정점 장 이론에서 표준모형 전체 S-행렬이 결합 상태 스펙트럼으로 기원할 수 있는가?
• RQ4 임계 폼프레모는 질량이 없는 페르미온을 가진 비아벨 게이지 이론에서 고정점 행동을 실현하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 왜 SU(3) 게이지 군만 초단순한 웨이 파arton 분포를 지닌 초단순한 S-행렬을 지지할 수 있는가?

주요 결과

• 모든 고에너지 단위성 조건을 만족시키는 오직 알려진 비자명한 해는 임계 폼프레모이며, 이는 기저 장 이론을 고유하게 선택한다.
• QCD에 통합된 색 6-표현 쿼크 섹터는 전자기약화 대칭 붕괴와 안정적이고 강하게 상호작용하는 암흑물질 중성자 둘 다를 생성한다.
• 표준모형의 전체 상호작용과 저질량 스펙트럼은 QUD에서 이상 지배, 적분 발산이 있는 레지오노 상호작용을 통해 기원한다.
• 모든 입자, 중성자까지도 골드스톤 모드와 관련된 질량이 있는 결합 상태이며, 기본적인 힉스 장이 필요 없다.
• 이 이론은 6-표현 색 인자에 의해 증폭된 현상으로 인해 LHC에서 큰 단면적 현상—특히 벡터 보손과 암흑물질에 대해—예측한다.
• S-행렬은 대량 운동량 전개를 통해만 미세하게 정의되며, 비미세한 그린 함수는 정의되지 않으며, 이는 표준 경로 적분 철학에 도전한다.