점근 안전 중력의 물리학 응용

양자 중력에 대한 점근적 안전 접근은 중력 상호작용과 시공간 기하학의 일관되고 예측적인 양자장 이론을 찾기 위해 재규격화 개념을 제공합니다.이는 대응하는 Renormalization Group(RG; 재규격화 그룹) 흐름의 중요하지 않은 고정점에 기초하고 있으며 실행 중인 커플링 상수가 자외선(UV) 한계에서 이 고정점에 근접하도록 합니다.이는 물리적 관측 가능성의 차이를 방지하는 데 충분하다.또한 예측력도 있습니다.일반적으로 일부 RG 스케일로 주어진 커플링 상수의 임의의 시작 구성은 규모를 늘리기 위해 고정점에 도달하지 않지만 구성의 서브셋이 원하는 UV 특성을 가질 수 있습니다.이러한 이유로 실험에서 특정 커플링 세트가 측정되었다고 가정할 때 점근 안전 요건은 UV 고정점에 접근하도록 나머지 커플링을 고정할 수 있다.

자연에서 실현되는 점근 안전성은 중력의 양자 효과가 예상되는 모든 영역에서 광범위한 결과를 가져온다.그러나 이들의 탐사는 아직 걸음마 단계다.지금까지 입자물리학, 천체물리학, 우주론에서 점근 안전의 함의에 관한 몇 가지 현상학적 연구가 있다.

점근 안전성 및 표준 모형의 매개변수

힉스 입자의 질량

점근 안전성과 함께 표준 모델은 임의로 높은 에너지까지 유효할 수 있다.이것이 정말로 옳다는 가정에 기초하여 힉스 입자의 ^[1]질량에 대해 진술할 수 있다.최초의 구체적인 결과는 2010년에 ^[2]샤포쉬니코프와 베테리히에 의해 얻어졌다.중력에 의해 유발되는 비정상적인 $A_{\lambda }$ A ${\$ {\ $displaystyle A_{\lambda$ }}의 $A_{\lambda }$ 부호에 따라 두 가지 가능성이 있습니다.A $A_{\lambda }<0$ $A_{\lambda }<0$ { $display style$ A _ { \ $lambda$ } < $0$ }의 $A_{\lambda }<0$ $A_{\lambda }<0$ 힉스 $m_{\text{H}}$ m $m_{\text{H}}$ { \ $displaystyle$ m $_$ { \ $m_{\text{H}}$ { $H}}}$ 은 $m_{\text{H}}$ (는) 창 $126\,{\text{GeV}}<m_{\text{H}}<174\,{\text{GeV}}$ GeV $126\,{\text{GeV}}<m_{\text{H}}<174\,{\text{GeV}}$ $126\,{\text{GeV}}<m_{\text{H}}<174\,{\text{GeV}}$ < $126\,{\text{GeV}}<m_{\text{H}}<174\,{\text{GeV}}$ GeV ${$ $displaystyle$ 126, { \ $text$ { $GeV$ } 로 제한됩니다.< m _ { \ $text$ } $H}}$ < $174$ 、 { \ $text$ { GeV $}$ } 。한편, A $>$ $0 (우선$ 가능성)일 $A_{\lambda }>0$ $A_{\lambda }>0$ $m_{\text{H}}$ H ( \ $display$ $style$ m _ { \ $text$ $}$ ) $H}}}$ 은 $m_{\text{H}}$ (는) 값을 사용해야 합니다.

\displaystyle m_{\text{H}}=개요,{\text{GeV}}}

몇 GeV의 불확실성만을 가지고 있습니다.이 정신에서는 m $(\$ 를 $m_{\text{H}}$ 할 수 있습니다. $H}}}$ 점근 $m_{\text{H}}$ 안전성의 예측입니다.결과는 2013년 ATLAS와 CMS 협업을 통해 CERN에서 측정한 최신 실험 데이터와 놀라울 정도로 잘 일치합니다. 여기서 $m_{\text{H}}=125.10\ \pm 0.14\,{\text{GeV}}$ H $m_{\text{H}}=125.10\ \pm 0.14\,{\text{GeV}}$ $m_{\text{H}}=125.10\ \pm 0.14\,{\text{GeV}}$ ± $m_{\text{H}}=125.10\ \pm 0.14\,{\text{GeV}}$ $(\$ 의 값은 다음과 같습니다. $H}}=125.10\pm$ 0. $14,{\text{GeV}}}$ 가 $m_{\text{H}}=125.10\ \pm 0.14\,{\text{GeV}}$ ^[3]결정되었습니다.

미세 구조 상수

Harst와 Reuter는 양자전기역학의 $(\displaystyle \alpha)$ 의 $\alpha$ 작동에 대한 중력보정을 고려함으로써 $\alpha$ α(\ $displaystyle$ \alpha $\alpha$ ^[4]의 적외선(재규격화) 값에 대한 점근안전성의 영향을 연구할 수 있었다.그들은 란다우 극형 특이점에 부딪히지 않고 점근 안전 구성에 적합한 두 개의 고정점을 발견했다.첫 번째는 $(\displaystyle\alpha$ 와 적외선 $(\$ 입니다.IR $}}}$ 은 $\alpha _{\text{IR}}$ (는) 사용 가능한 매개 변수입니다.그러나 두 번째 경우 $α$ 의 $\alpha$ 고정점 $값$ 은 0이 아니며, 적외선 값은 이론의 계산 가능한 예측입니다 $.$

더 최근의 연구에서, 크리스티안센과^[5] 아이히혼은 중력 양자 변동이 일반적으로 게이지 이론을 위한 자기 상호작용을 발생시킨다는 것을 보여주었고, 이것은 잠재적 자외선 완성에 대한 논의에 포함되어야 한다.중력 및 게이지 파라미터에 따라 $(\displaystyle \alpha)$ 는 $\alpha$ 점근적으로 자유롭고 Landau 극과 충돌하지 않을 수 있으며 게이지의 자기상호작용 유도결합은 무관하므로 값을 예측할 수 있다는 결론을 내렸다.이것은 점근 안전성이 새로운 자유 매개변수를 도입하지 않고 표준 모델의 문제, 즉 U(1) 섹터의 사소한 문제를 해결하는 명시적인 사례이다.

천체물리학 및 우주론의 점근 안전성

점근 안전의 현상학적 결과는 천체물리학과 우주론에서도 예상할 수 있다.보난노와 로이터는 개선된 '재규격화 그룹' 블랙홀의 수평구조를 조사했고 호킹의 온도와 그에 상응하는 열역학적 ^[6]엔트로피에 대한 양자 중력 보정을 계산했다.아인슈타인의 RG 개선을 통해-힐버트 작용, 로이터, 바이어는 아인슈타인 방정식의 수정된 버전을 얻었고, 이는 결국 뉴턴의 한계를 수정함으로써 암흑 ^[7]물질의 존재를 가정하지 않고도 관측된 평탄한 은하 회전 곡선에 대한 가능한 설명을 제공했습니다.

우주론에 관해, 보난노와 로이터는 점근적 안전이 매우 초기의 우주를 수정하고, 아마도 ^[8]표준 우주론의 수평선과 평탄도 문제를 야기할 수 있다고 주장했다.또한 점근 안전성은 팽창장이 필요 없는 인플레이션 가능성을 제공한다(우주 ^[9]상수에 의해 구동됨).점근 안전의 기초가 되는 비-가우스 고정점과 관련된 척도 불변성이 원시 밀도 섭동의 근척 불변성에 책임이 있다고 추론되었다.다른 방법을 사용하여 점근적으로 안전한 인플레이션을 와인버그가 ^[10]추가로 분석했다.

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레퍼런스

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