Gemessene Higgs-Masse und Vakuumstabilität

Es gibt so etwas, das als "Stabilitätsbindung" an die Masse des Higgs-Bosons bezeichnet wird. Die Grundidee (so wie ich es verstehe) ist, dass wir die Higgs-Selbstkopplung nehmen und ihre Renormierungsausführung berechnen. Und es stellt sich heraus, dass es für bestimmte Anfangsbedingungen auf einigen höheren Skalen negativ wird. Das Higgs-Potential wird also instabil.

Der Anfangswert für die laufende Selbstkopplung wird im Standardmodell (SM) eindeutig durch die Higgs-Masse bestimmt. Und für die m h = 125 G e v , wir befinden uns tatsächlich in der "metastabilen" Region. Das heißt, die Kopplung wird zwar negativ, aber die Tunnelzeit durch die „Potentialbarriere“ ist größer als die Lebensdauer des Universums. Hier ist die Handlung aus einer kürzlich erschienenen Rezension zu diesem Thema, http://arxiv.org/abs/1112.3022 :

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Rote gestrichelte Linien bezeichnen Skalen, bei denen die Selbstkopplung negativ wird. Wie kann der ganzen Konstruktion Sinn gegeben werden?

Wir brauchen ein stabiles Vakuum für Konsistenz. Wie können wir mit einem konsistenten Modell auf niedrigeren Skalen beginnen und zu einem inkonsistenten Modell auf höheren Skalen gelangen? Bedeutet das, dass wir mit inkonsistenten Modellen auf großen Skalen beginnen können? Widerspricht sich das Ganze nicht von Anfang an?

Gibt es eine grundlegende, logisch konsistente und logisch gründliche Beschreibung all dieser „Stabilitäts“-Argumente?

Antworten (1)

Erstens: Ob die metastabile Region akzeptabel ist, ist etwas umstritten. Ich denke, die meisten Experten würden nein sagen. Auch wenn das Tunneln sehr langsam sein mag, müsste man erklären, warum das Universum in einer Konfiguration begann, deren Energie sehr weit vom Minimum entfernt ist, in einem metastabilen Tal.

Es gibt auch andere Papiere, die die beobachtete Masse bereits in den streng instabilen Bereich einordnen.

Aber hier ist noch eine Frage:

Wie können wir mit einem konsistenten Modell auf niedrigeren Skalen beginnen und zu einem inkonsistenten Modell auf höheren Skalen gelangen?

Diese Frage enthält einige falsche Annahmen/Informationen. In Wirklichkeit fangen wir – genauer gesagt die Natur – nicht bei niedrigen Skalen an. Die Natur beginnt immer auf den hohen Skalen. Dort haben die fundamentalen Naturgesetze ihre wohldefinierte Form. Und wir können die effektiven Gesetze ableiten , die bei niedrigen Energien oder großen Entfernungen gelten. Wir landen bei niedrigen Skalen; wir fangen nicht mit ihnen an!

Wenn Sie denken, dass Sie mit einer Low-Scale-Theorie "starten", lösen Sie eigentlich ein umgekehrtes Problem: Sie suchen eine Theorie, die bis zu höheren Skalen oder allen Skalen gültig ist – eine universeller verwendbare, mehr fundamentale Theorie – die zufällig auf eine gegebene effektive Niedrigenergietheorie reduziert wird. Die Tatsache, dass Sie möglicherweise eine inkonsistente (oder keine) Hochenergietheorie ableiten, bedeutet einfach, dass Ihr inverses Problem keine Lösung hat. Die Niedrigenergie-Effektivtheorie mag konsistent aussehen, ist aber nur ein Artefakt der Annäherungen. Wenn man richtig hinschaut, ist es inkonsistent. Die Extrapolation zu höheren Energien ist ein systematischer Weg, diese Tatsache zu sehen.

Ich habe gestern aus Versehen hier über das Stabilitätsargument geschrieben:

http://motls.blogspot.com/2012/07/why-125-gev-higgs-boson-isnt-quite.html?m=1

Gemessene Higgs-Masse und Vakuumstabilität
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