Hierarchieproblem und quadratische Korrekturen im Standardmodell

In diesem Papier sagt der dritte Absatz der „Einführung“, dass das Standardmodell an sich eine natürliche Theorie ist. Soweit ich weiß, sagen sie, dass es im Standardmodell keine quadratische Divergenz gibt, es sei denn, es wird erweitert. Aber wenn ich das Problem der Eichhierarchie richtig verstehe, dann ist es ein Problem mit dem minimalen Standardmodell, bei dem die Higgs-Masse eine Strahlungskorrektur quadratisch im Cut-Off erhält Λ . Ich weiß nicht, warum sie sagen, dass das Hierarchieproblem nur auftritt, wenn das SM mit zusätzlichen Partikeln erweitert werden muss?

Antworten (1)

Diejenigen, die schreiben, dass das Standardmodell (SM) natürlicherweise interpretiert wird, interpretieren es als eine grundlegende Theorie und nicht als eine effektive Theorie oder effektive Feldtheorie mit einer unphysikalischen Grenze, die ins Unendliche gebracht wird. Λ .

Die nackten Parameter und Schleifenkorrekturen weichen voneinander ab, gelten aber in jedem Fall als unphysikalisch. Nur renormierte Lagrange-Parameter (vermutlich in einem MS-Schema) und Finite-Loop-Korrekturen werden als physikalisch betrachtet - Renormierung ist lediglich ein mathematischer Trick, um Unendlichkeiten zu entfernen, die in einer Berechnung als unphysikalische Artefakte angesehen werden (vgl. Wilsons Ideen zur Renormierung ) .

Es gibt keine quadratischen Korrekturen in der Beziehung zwischen physikalischen Massen und renormierten Lagrange-Parametern. Wenn also die Finite-Loop-Korrekturen klein sind, wird von der Theorie gesagt, dass sie "physikalische Natürlichkeit" oder "endliche Natürlichkeit" hat . Natürlich muss es Physik jenseits der SM geben und zB Strumia et al versuchten, Gravitation, Inflation und Vereinigung in eine fundamentale Theorie zu integrieren, ohne die endliche Natürlichkeit zu brechen.

Das geht nicht ohne Kritik (siehe zB die Diskussion in arXiv:1506.03786 ). Die Interpretation einer Quantenfeldtheorie (QFT) als Fundamentaltheorie macht es unmöglich, die Werte der physikalischen Parameter der Natur in einer Fundamentaltheorie (z. B. Stringtheorie) zu erklären. Sie sind einfach, was sie sind, und es gibt keinen physikalischen Mechanismus, der sie so gemacht hat.

Darüber hinaus benötigen wir unter Berücksichtigung des obigen Kommentars eine extreme Feinabstimmung, so dass physikalische Massen, die unabhängig voneinander von null bis unendlich hätten sein können (es gibt keinen Mechanismus, der sie verbindet oder bestimmt), zu z. B. einer QCD-Skala führen, die etwas ist nahe der schwachen Skala. Es scheint plausibler, dass ein physikalischer Mechanismus die Nähe dieser Skalen bestimmt.

Dies kann philosophischer ausgedrückt werden: Wenn die SM als grundlegende, vollständige Theorie interpretiert wird, gibt es keine Physik, die wir nicht kennen. Wir kennen jedoch die physikalischen Parameter und Massen nicht, wie werden sie also bestimmt? Von Gott? Sie könnten annehmen, dass sie in gewissem Sinne zufällig sind, aber denken Sie daran, dass das Schreiben einer richtigen normalisierbaren Wahrscheinlichkeitsverteilung von null bis unendlich für eine Masse die Einführung einer neuen Massenskala erfordern würde, was in diesem Paradigma verboten ist. Dies ist äußerst unbefriedigend.