[论文解读] Clockwork Composite Higgses

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

Atomic and Subatomic Physics Research被引用 1

一句话总结

本文提出了在5D线性标度模型和4D退化理论中实现时钟机制的方案，展示了标量场和规范场如何通过自发对称性自发破缺生成层级质量。它在标量时钟机制中识别出一种类似宇称的选择规则，并利用体标量和规范场构建了阿贝尔与非阿贝尔实现，从而产生具有自然质量层级的轻量复合希格斯态。

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.

研究动机与目标

• 研究标量时钟模型中时钟齿轮的自相互作用并识别选择规则。
• 通过复体标量场的自发对称性破缺，在5D线性标度模型中实现时钟机制。
• 将时钟机制扩展至线性标度背景下的5D规范理论，并构建其4D退化类比。
• 探讨标量时钟机制的非阿贝尔推广，包括从5D标量和规范场产生戈戈斯玻色子。

提出的方法

• 分析标量时钟模型以推导控制齿轮所有阶相互作用的类似宇称的选择规则。
• 在5D线性标度模型中使用复体标量场，诱导自发对称性破缺并生成类似时钟的质量层级。
• 通过线性标度背景中5D规范理论的紧化推导4D有效理论，识别标量分量中的时钟结构。
• 通过具有特定规范和标量相互作用的强耦合区段链，构建5D时钟机制的4D退化版本。
• 通过将5D标量和规范场耦合至全局对称性，构建非阿贝尔时钟机制，导致戈戈斯玻色子的产生。
• 利用对称性分析和场重定义，识别4D与5D框架中时钟模式的出现。

实验结果

研究问题

• RQ1 在标量时钟模型中，控制时钟齿轮自相互作用的选择规则是什么？
• RQ2 如何通过复体标量场的自发对称性破缺在5D线性标度模型中实现时钟机制？
• RQ3 在5D规范理论的线性标度模型中，时钟机制如何体现在标量分量中？
• RQ4 如何从规范和标量区段构建5D时钟机制的4D退化类比？
• RQ5 在何种条件下可利用5D标量和规范场实现非阿贝尔时钟机制，戈戈斯玻色子如何产生？

主要发现

• 发现一种类似宇称的选择规则，可抑制标量模型中时钟齿轮的所有高阶相互作用，确保耦合层级的受控性。
• 具有复体标量场的5D线性标度模型通过局域零模和层级质量模式自然实现时钟机制。
• 线性标度模型中5D规范理论的标量分量表现出时钟结构，轻量复合希格斯态源自零模。
• 4D退化模型成功再现了5D时钟动力学，其强耦合区段链模拟了5D体物理。
• 通过将5D标量和规范场耦合至全局对称性，构建了5D中的非阿贝尔时钟机制，导致戈戈斯玻色子作为轻量复合希格斯态出现。
• 分析确认，阿贝尔与非阿贝尔时钟模式均可在5D与4D框架中一致实现，自然质量层级源于几何结构与对称性破缺。