[论文解读] 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|Aug 9, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用 8

一句话总结

本文提出，标准模型作为束缚态 S-矩阵，源自一种独特的无质量、近乎共形的 SU(5) 规范理论 QUD，其中电弱对称性自发破缺与暗物质源于一个色八重态夸克扇区。临界交换器的标度行为被解释为底层固定点场论的 S-矩阵表现，所有粒子——包括中微子——通过手征异常形成质量束缚态，从而无需引入希格斯场。

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!

研究动机与目标

• 通过高能幺正性约束，识别唯一、幺正、无质量的场论作为标准模型的根源。
• 通过一种新的强相互作用扇区（色八重态夸克）解释电弱对称性自发破缺与暗物质，而无需希格斯玻色子。
• 在一个由异常驱动的固定点场论（QUD）中统一 QCD、电弱相互作用与暗物质。
• 证明标准模型 S-矩阵可通过对多 Regge 绑定态动力学的红外发散 Reggeon 相互作用而涌现。
• 预测 LHC 上具有显著特征的大截面现象，作为八重态扇区与 QUD 的诊断工具。

提出的方法

• 利用红外发散的标度 Reggeon 相互作用，通过无质量费米子手征异常耦合，构建多 Regge 绑定态 S-矩阵。
• 将色八重态夸克扇区嵌入 QCD，以饱和渐近自由性，生成电弱对称性自发破缺与暗物质。
• 将 QUD 构造为一个无异常、仅渐近自由、无质量的 SU(5) 规范理论，其中左手费米子处于 5⊕15⊕40⊕45* 表示中。
• 将 Reggeon 场论的临界交换器解用作高能幺正性约束，唯一地选择底层场论。
• 在 QCD 子扇区中应用异常的“小胶子”现象，通过手征异常主导机制生成禁闭与手征对称性自发破缺。
• 主张 S-矩阵仅通过大动量展开在微扰意义上定义，物理态仅在 S-矩阵中出现，而非在非壳格林函数中。

实验结果

研究问题

• RQ1 是否存在唯一、幺正、无质量的场论，通过满足所有高能幺正性约束，作为标准模型的根源？
• RQ2 如何在无希格斯玻色子的前提下，通过强相互作用扇区实现电弱对称性自发破缺与暗物质？
• RQ3 全标准模型 S-矩阵能否通过手征异常驱动的 Reggeon 动力学，从固定点场论的束缚态谱中涌现？
• RQ4 临界交换器在非阿贝尔规范理论中无质量费米子存在下，如何实现固定点行为？
• RQ5 为何 SU(3) 规范群能唯一支持实现紫外有限 S-矩阵所必需的通用小部分子分布？

主要发现

• 满足所有高能幺正性约束的唯一已知非平凡解是临界交换器，它唯一地选择底层场论。
• 嵌入 QCD 的色八重态夸克扇区可同时产生电弱对称性自发破缺与稳定、强自作用的暗物质中子。
• 标准模型的所有相互作用与低质量谱系均通过异常主导、红外发散的 Reggeon 相互作用从 QUD 中涌现。
• 所有粒子，包括中微子，均为与戈戈斯通模相关的质量束缚态，无需基本希格斯场。
• 该理论预测在 LHC 上出现大截面现象，尤其是矢量玻色子与暗物质，这是由于八重态色因子增强所致。
• S-矩阵仅通过大动量展开在微扰意义上定义，不存在明确的非微扰格林函数，从而挑战了标准路径积分范式。