A modified naturalness principle and its experimental tests
受LHC结果的启发，我们通过忽略不可计算的幂次发散来修改通常的自然性标准。标准模型满足其参数测量值的修正准则（“有限自然”）。由观测（暗物质，中微子质量，强CP问题，真空不稳定性，通货膨胀）激发的SM扩展满足有限的自然在其参数空间的特殊范围内，这往往意味着低于几个TeV的新粒子。有限自然界比通常的自然界弱，因为任何新的粒子与SM规范相互作用给出了一个有限的贡献，希格斯质量在两个圈的顺序。
2014-04-29 hep-ph hep-th
Evaluation and Utility of Wilsonian Naturalness
我们证明，许多自然测试的粒子理论在文献中讨论的可以重新制定为简单的算法微调评估威尔逊有效理论的匹配以上和以下的粒子质量阈值。威尔逊自然性的EFT制定的影响进行了讨论的几个理论，包括标准模型，重单重标量理论，超对称性，大统一理论，双希格斯理论和理论的额外的维度。我们认为，威尔逊自然算法在这里提出的构成了一个明确的，先验的，有意义的测试，标准模型通过和“下一个好的理论”的粒子物理学是很可能通过。
2021-07-05 hep-ph hep-th physics.hist-ph
Colorless Top Partners, a 125 GeV Higgs, and the Limits on Naturalness
标准模型之外的物理学理论解决了这个层次问题，通常涉及到顶级伙伴，即新粒子，它们抵消了与希格斯粒子与顶夸克的汤川耦合有关的二次发散。随着标准模型的扩展，新的有色粒子在对撞机的搜索中受到压力，在强相互作用下，顶级伙伴不带电荷的情况变得越来越引人注目。虽然直接搜索很难找到，但这些理论预测了希格斯玻色子与标准模型粒子的修正耦合。这导致了对希格斯粒子产生和衰变速率的修正，只要最上面的伙伴足够轻，理论就相应地自然，就可以在大型强子对撞机（LHC）上检测到希格斯粒子。在本文中，我们考虑三个理论，解决小层次问题，并涉及无色的顶部合作伙伴，特别是镜像双希格斯，折叠超对称，和古怪的小希格斯。对于每个模型，我们调查当前和未来的上限合作伙伴，以及相应的限制自然，可以从希格斯程序在LHC。我们的结论是，大型强子对撞机将无法强烈地反对自然性，即使在14 TeV的3000 fb $^{-1}$的数据下，仍允许在大约十分之一的水平上进行温和的调谐。
2015-03-03 hep-ph
Screams for Explanation: Finetuning and Naturalness in the Foundations of Physics
我们批判性地分析了粒子物理学和宇宙学中的微调和自然性的论点的基本原理。还讨论了其他一些数字学上的巧合。
2018-01-10 gr-qc hep-ph hep-th
Supersymmetric Naturalness Beyond MSSM
大型强子对撞机（LHC）的实验已经将超对称粒子的质量极限推到了$\sim$ TeV量级之外。这损害了标准模型的最简单的超对称扩展，最小超对称标准模型（MSSM）的自然性。在本文中，我们主张，也许目前的实验数据实际上是对MSSM之外的物理暗示。为了说明这一点，我们把MSSM作为一个更基本的，但未指定的理论在一个规模$Λ$的低能量极限，并计算微调措施$Δ$软超对称性破缺参数和各种截止尺度的通用边界条件。作为一般趋势，我们观察到微调减少以及$Λ$降低。特别是，完全自然的[ $Δ\lesssim \mathcal{O}(10)$ ]理论与多TeV的超对称粒子的光谱和符合所有目前的观察可以得到$Λ\sim \mathcal{O}(100)$ TeV。在具有特殊的准不动点参数行为的理论中，也可以观察到对大截止尺度的微调的降低。我们的观察呼吁更全面的探索可能的替代紫外线完成MSSM。
2019-08-26 hep-ph
Hypercharged Naturalness
我们提出了一个特殊的双希格斯模型与最小的对称结构，随着保管对称性的孪生宇称的精确实现。孪生粒子是标准模型的镜像，但它们携带超荷，而光子则被认为是它的孪生粒子。我们彻底探索了超负荷自然性的现象学特征：长寿命的带电粒子，一个无色的双顶，带有电荷$2/3$，一旦成对产生，通过双色相互作用结合，可以湮灭为双轻子或希格斯加上一个光子或$Z$，以及由希格斯衰变和孪生夸克偶素湮灭产生的胶球，或者在对撞机尺度上是稳定的并最终衰变为双光子。这些签名的检测前景进行了讨论。
2019-05-06 hep-ex hep-ph
A new approach to Naturalness in SUSY models
我们回顾了最近的结果，提供了一个新的方法来解决超对称模型中的自然性的老问题，而不依赖于主观的定义与{ \it固定} EW尺度（其测量值）在量子校正的存在下的微调。该方法可以以模型独立的方式解决与此问题相关的许多问题。结果表明，自然度及其度量（微调）是拟合{ \it包括} EW量表的数据的可能性的内在部分。一个重要的结果是，固定EW尺度的附加{ \it约束}（通常不在模型的数据拟合中施加）会影响模型拟合数据的总体可能性（或chi ^2/ndf，ndf：自由度的数量）。这对当前流行的标准模型的超对称扩展的可行性具有负面影响。
2013-04-29 hep-ph
SUSY naturalness without prejudice
与标准模型（SM）不同，超对称模型在量子水平上稳定了电弱（EW）尺度$v$，并且{ \it预测} $v$是UV拉格朗日的TeV值SUSY参数（$γ_α$）的函数。我们表明，（逆）协方差矩阵的模型在这些参数和通常的偏差$δχ^2$（从$χ^2_{min}$的模型）的基础上自动编码信息的“传统”电子战微调测量这种稳定性，{ \it提供}的电子战规模$v\sim m_Z$确实被视为一个功能$v=v(γ)$。众所周知，大的EW微调可能表示软项的不完整理论，并且当$γ_α$之间存在关系时（由于GUT对称性等），可以减少。该矩阵的全局相关系数可以帮助人们调查是否存在这种关系。通常的EW微调措施（“正交”）的上限出现从分析的$δχ^2$和s-标准差置信区间，通过使用$v=v(γ)$和理论近似（循环顺序）考虑的计算的观测值。该上限避免了用于EW微调的“可接受”水平的主观标准，对于该标准，模型仍然是“自然的”。
2014-04-14 hep-ph
The Dawn of the Post-Naturalness Era
在与Guido Altarelli的一次想象中的对话中，我表达了我对粒子物理学在标准模型之外的地位及其未来前景的看法。
2017-10-18 hep-ex hep-ph hep-th
Naturalness of scale-invariant NMSSMs with and without extra matter
我们提出了一个比较和系统的研究在希格斯部门的微调在三个标度不变的NMSSM模型：第一个是标准的$Z_3$不变的NMSSM;第二个是NMSSM加上额外的物质填充$3(5+\bar{5})$表示的SU（5），被称为NMSSM+;而第三个模型包括$4(5+\bar{5})$，被称为NMSSM++。人们会天真地认为，由于额外物质的存在使低尺度下$λ$上的微扰束缚松弛，因此加型模型中的微调会比NMSSM中的小。这反过来又允许更大的树级希格斯质量和更小的停止环贡献。然而，我们发现LHC对超粒子质量的限制，特别是对胶子质量的限制，可以在控制微调中发挥间接但至关重要的作用。特别是，工作在一个半约束的框架在大统一理论尺度，我们发现，第三代停止的质量总是更大的加型模型比在NMSSM没有额外的问题。这是无法避免的RGE效应，因此NMSSM+（$Δ\sim 200$）中的微调显著大于NMSSM（$Δ\sim 100$）中的微调，NMSSM++（$Δ\sim 600$）中的微调显著大于NMSSM+中的微调。
2014-09-22 hep-ph
The cosmological moduli problem and naturalness
宇宙学模问题（CMP）分为三个部分：1。潜在的违反BBN约束后期衰减模字段，2。模诱导的引力子问题，其中引力子是过度生产和3。模诱导的最轻超对称粒子（LSP）产生过剩问题。我们研究宇宙学的模量问题及其与电弱自然性的联系。在一般超对称模型中，我们计算了光模场到MSSM粒子和引力子的各种两体衰变宽度。我们包括相空间和混合效应。我们研究的情况下，没有和螺旋抑制模衰减到引力子（情况1和2）和/或gauginos（情况A和B）。对于B1的情况下，我们评估区域的引力子质量m_{3/2}与模质量m_∞参数空间约束的BBN，引力子的过度生产和过度生产的中性子暗物质，以及连接到自然。对于这种情况，基本上所有的参数空间都被排除，除非m_dmax>~2.5 \times 10^3 TeV，其中m_dmax <2 m_{3/2}。对于一个潜在的最有利的情况B2与希格斯玻色子衰变和物质关闭，然后模量分支分数超对称性和引力子成为高度抑制在大m_∞。但是，由于模数密度的增加速度比分支分数的减少速度快，中性伴子暗物质的产生仍然严重过剩。我们还表明，在这种情况下，热产生的引力子问题是固定的巨大的熵稀释，但非热引力子生产的模量衰减仍然是一个巨大的问题，除非它是运动学抑制与m_∞ <2 m_{3/2}。在教学附录中，我们提出了模场两体衰变宽度的详细计算。
2022-02-02 hep-ph
Softening Higgs Naturalness - an EFT Analysis
我们调查的自然性在标准模型（SM）希格斯部门使用有效场论（EFT）技术，并找到新的重物理的要求，可以潜在地治愈小层次的问题下的规模$Λ\gg O(1 ~{\rm TeV})$，假设新的重粒子有一个质量大于$ Λ$。特别是，我们确定的条件下，从沉重的新物理学的1-循环校正$ m_h $可以平衡那些由SM循环效应创建的自然尺度$Λ$，一个条件，我们表示为“EFT自然”。我们获得了有效拉格朗日中的高维（$n \ge 5$）算子，可以导致EFT自然性，并对可以在树级生成此类算子的基础重理论进行了分类。我们还解决了我们的EFT自然设置的实验限制，并讨论了预期的实验信号的新的重物理与EFT自然。
2014-10-14 hep-ex hep-ph
Split Supersymmetry
应用于宇宙学常数的自然性判据意味着新物理学的阈值为10^-3 eV。要么自然准则失败，或者这个阈值不影响更高能量下的粒子动力学。有人认为，希格斯粒子的自然性问题可能会遵循同样的命运。我们调查这种可能性，放弃层次问题，我们使用统一和暗物质作为唯一的指导原则。Arkani-Hamed和Dimopoulos最近提出的模型是一个非常有趣的选择。我们详细地研究它，分析它的结构，以及获得统一和暗物质的条件。
2004-07-23 hep-ph
Crunching Dilaton, Hidden Naturalness
我们介绍了一种新的方法来希格斯自然性问题，希格斯质量的值与宇宙的稳定性和一个大的可观测宇宙的可能性。希格斯玻色子与CFT扇区的介子混合，CFT扇区的真实基态具有很大的负真空能量。如果希格斯粒子的VEV不为零，并且低于$\mathcal{O}({\rm TeV})$，那么CFT也允许存在第二个亚稳真空，在那里宇宙的膨胀历史是常规的。因此，只有希格斯粒子质量值小得不自然的哈勃补丁支持暴胀和后暴胀膨胀，而所有其他补丁都迅速崩溃。基本的希格斯VEV驱动的介子潜力是我们的新的解决方案的层次问题的本质。主要的实验预测是在0.1-10 GeV的范围内与希格斯粒子混合的轻介子场。部分可行的参数空间已经通过测量罕见的B介子衰变进行了探索，其余的将通过未来的对撞机和寻找轻、弱耦合粒子的实验进行充分探索。
2020-07-28 hep-ph
Model-independent Veltman Condition, Naturalness and the Little Hierarchy Problem
我们采用自下而上的有效场论（EFT）方法推导出一个与模型无关的Veltman条件来抵消希格斯质量的二次发散。我们使用的等效定理，希格斯耦合到W和Z的SM预测的所有偏差应该消失。我们认为基于树级幺正性，任何自然取消二次发散的新物理应该是~19 TeV。我们表明，所需的微调水平是O（0.1- 1%），除非UV部门具有对称性，迫使模型独立的Veltman条件的满足，在这种情况下，所有的微调被消除。我们还推测，如果没有新的物理耦合到希格斯粒子被发现高达~ 19 TeV，或者如果希格斯耦合到SM粒子符合SM的预测，那么要么希格斯不耦合到任何紫外部门或微调。
2021-12-27 hep-ph
Supersymmetry, Naturalness, and Dynamical Supersymmetry Breaking
动力学超对称破缺模型有可能解决许多隐藏扇区超引力模型的自然性问题。我们回顾的论点，在一个通用的超引力理论中，超对称性是{ \it动态}打破在隐藏的部门，只有微小的马约拉纳质量的高吉诺产生。这种情况类似于具有连续R对称性的理论，霍尔和兰德尔认为，胶子质量可以通过与手征场的八重态混合而产生。我们注意到，在隐扇区模型中，只有当$U(1)$规范场的辅助D场具有期望值时，才会发生这种混合。这反过来又产生了一个灾难性的大费耶特-伊利奥普洛斯长期为普通超荷。为了解决这个问题，有必要将超荷至少部分地统一在非阿贝尔群中。我们认为，也有一些一般性的问题，在模型中的连续或离散R对称性，注意到它可能是必要的，包括$SU(2)$三重字段，这些都受到各种约束。在这些讨论的过程中，我们考虑了一些自然性问题。我们认为所谓的“$μ$ -问题”不是一个问题，并指出，在模型中，轴子衰变常数是直接相关的超对称破坏尺度，squarks，slepton和希格斯粒子一般获得巨大的质量。
1992-05-20 hep-ph
Natural Philosophy versus Philosophy of Naturalness
我反思了当今超越标准模型粒子物理学的一些基本方面，主要集中在自然性问题上，特别是所谓的层次问题。对我们所有人来说，物理学作为自然科学是随着伽利略和牛顿而出现的，并在解释和预测新的自然现象方面取得了几个世纪的空前成功。我在这里认为，长期以来对等级问题的痴迷，作为我们这个领域未来的指导原则，已经导致了高能物理学偏离其作为自然哲学的起源的悲剧性后果，并将其转变为自然哲学。
2020-01-29 hep-ex hep-ph hep-th
From axion quality and naturalness problems to a high-quality $\mathbb{Z}_{N}$ QCD relaxion
针对轻QCD轴子、类轴子粒子及弛豫子的质量与自然性问题，提出一类新的$\u2124_{N}$ QCD弛豫子模型，可同时解决CP问题与质量问题，并产生可在精度前沿探测的实验特征。
2023-06-11 hep-ph hep-th
Sliding Naturalness
我们提出了一个新的框架，同时解决电弱层次问题和强CP问题。在QCD相变后，不依赖Peccei-Quinn机制或其他传统的解，选择一个小但有限的Higgs真空期望值和一个小的$θ$ -角.我们预测在强子EDM，模糊暗物质和轴子实验的相关信号的一个独特的模式。
2021-12-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Holographic Naturalness
全息自然性（HN）是解释宇宙中宇宙学常数（CC）和希格斯层次（HH）的一种新范式。受全息原理的启发，并受到（A）dS/CFT对应的启发，我们详细阐述了“真空”中基本内在无序和温度的可能性和宇宙学后果。我们假设零真空熵是由大量的量子毛场，“毛子”。时空中的量子光子气体对标准模型（SM）粒子扇区产生了有效的退相干效应。这是导致UV发散CC和HH的贡献的熵重新解释：我们将表明，在这两种情况下，大量的hairon ensample上的再散射抑制任何辐射不稳定性。CC和HH问题是一个有意识的观察者所设想的幻觉，可以从SM测试中获得有限的信息：这两个问题都源于我们对时空中固有的隐藏熵的无知。HN建议在有效CPT、么正性和能量破坏等粒子物理观测量中寻找有效的退相干效应。关于HH，HN没有引入任何新的粒子或TeV尺度的相互作用：我们不期望在LHC和任何未来的高能对撞机上有任何与威尔逊意义上的希格斯紫外线完成相关的签名。
2020-05-22 gr-qc hep-ph hep-th
Naturalness and Supersymmetry
超对称性解决了标准模型的规范层次问题，如果SM粒子的超对称伙伴的质量接近弱标度。在这篇论文中，我们认为，超对称标准模型，虽然避免了电弱对称性破缺的微调，需要在理论的某些（其他）部门的不自然/微调。例如，允许重子和轻子数违反运营商，导致质子衰变和口味改变中性电流。在本文中，我们研究了后者的一些限制。为了使理论既自然又可行，我们必须强加一个R-宇称。在缺乏味对称性的情况下，超对称性破缺质量的squarks和slepton导致太大的味改变中性电流。我们表明，这个问题的两个解决方案，规范调解的超对称性破缺，使标量的前两代重几个TeV，重新引入微调电弱对称性破缺。我们还构建了一个模型的低能量规范调解与非最小的信使部门，提高了微调，也产生所需的希格斯质量条款。我们表明，这个模型可以从一个大统一理论，尽管非最小的频谱。
1999-08-27 hep-ph
Naturalness of MSSM dark matter
目前已有大量文献研究超对称情形下的电弱微调问题，但对暗物质微调问题的研究较少，应将暗物质微调问题与电弱微调问题结合起来研究。在本文中，我们研究这个问题，尽可能，详尽和严格的方式。我们考虑了MSSM框架，假设LSP是最轻的中性伴子（$χ_1^0$），并探索了$χ_1^0$质量和组成的各种可能性，以及早期宇宙中DM粒子湮灭的不同机制（均匀的中性伴子、漏斗和共湮灭场景）。我们还讨论了微调的统计意义，以及如何计算DM丰度，并结合EW微调。结果是非常稳健的和独立于模型的，并且相对于其他情况（例如纯wino情况），有利于某些情况（例如当$M_{χ_1^0}$不太接近$m_h/2$时的h-漏斗）。这些功能应考虑到当一个探索“自然超对称”的情况下，他们可能的签名在大型强子对撞机和DM检测实验。
2016-08-30 hep-ph
Ultra Visible Warped Model From Flavor Triviality & Improved Naturalness
一个扭曲的额外的维模型，其中的标准模型汤川层次是由紫外线物理设置，被证明有一个甜蜜点的参数与改进的实验可见性和可能的自然。在边缘化的所有模型参数，卡鲁扎-克莱因规模为2.1 TeV，可以在2西格玛（95.4 CL），而不与电弱精密测量冲突。同时拟合所有相关参数可以将该约束放宽到1.7 TeV。在这个散装版本的Rattazzi-Zaffaroni闪耀模型中，味道违反也被高度抑制，产生2.4 TeV的约束。预测了大型强子对撞机上以味规范玻色子形式存在的非平凡味物理。该模型的特点还在于耗尽的第三代耦合-预测一般最小的味道违反框架-这可以通过味道精度测量进行测试。特别是，在Δ B=2跃迁中可以获得相当大的CP破坏，并且存在一个自然区域，其中Bs混合被预测为大于Bd混合，如最近的Tevatron数据所支持的。与其他提议不同，新的贡献与希格斯粒子或任何标量交换过程无关。
2011-06-05 hep-ph
A cosmological case study of a tower of warm dark matter states: $N$naturalness
本文以 $N$naturalness 为案例，分析多重温暗物质态塔对 CMB 与 LSS 的渐进抑制，并利用 Planck 2018、弱透镜和 Lyman-$α$ 数据给出参数约束。
2024-10-25 astro-ph.CO hep-ph
Revisiting the Naturalness Problem -- Who is afraid of quadratic divergences? --
人们普遍认为，二次发散严重限制了标准模型（SM）之外的粒子物理模型的自然构建。超对称性提供了一个漂亮的解决方案，但最近的LHC实验已经排除了SM的超对称扩展的大参数区域。现在重要的是重新考虑我们是否误解了场论中的二次发散。本文从Wilson重整化群的观点出发，重新讨论了这个问题，并指出在模型构造中应简单地减去二次发散，因为二次发散总是可以被吸收到临界面的某个位置。这样的图片给了另一个理由的论点，规模不变性的SM，除了软断裂的条款，是一个替代解决方案的自然性问题。它还大大拓宽了模型构造的可能性，因为我们只需要考虑对数发散，这会导致各种物理尺度的混合和耦合的运行。
2012-07-06 hep-lat hep-ph hep-th
Solving the Naturalness Problem with Feeble Coupled Sectors
本文提出利用微弱耦合扇区解决自然性问题，通过SMEFT扩展描述对标准模型的修正，并预测未来希格斯工厂可测试的新信号。
2023-09-04 hep-ph hep-th
The Higgs: so simple yet so unnatural
我们提出了一个简明的粒子物理前景后，在7-8 TeV的第一次大型强子对撞机的结果。能量为126 GeV的希格斯玻色子的发现仍将是我们这个时代的重大物理发现之一。但令人惊讶的是，没有任何新物理学的信号，如果在LHC实验的继续中得到证实，将彻底改变我们对该领域的看法。目前的迹象是，自然并不太关心我们的自然性概念。尽管如此，自然性的论点是可靠的，我们正面临着一个令人困惑的局面。我们回顾了迄今为止的既定事实，并对未决问题进行了初步评估。
2013-12-04 hep-ph
Natural ranges of supersymmetric signals
LEP2实验对超对称模型提出了一个严重的自然性问题。这个问题在规范调解中比在超引力模型中更严重。特别的情况，如电弱重子发生或规范调解与光信使，是非常不利的。寻找一个能自然地解释为什么超对称性没有被发现的理论原因，对模型的建立提出了强烈的要求。相反，如果一个不太可能（p \approx 5%）的数值事故隐藏了LEP2的超对称性，我们计算的自然度分布的值允许sparticle质量和超对称环效应。我们发现，b到s伽马仍然是一个非常有希望的信号，最小的超对称性，即使现在有20%（4%）的概率，有色粒子是重于1 TeV（3 TeV）。我们研究有多少其他影响预计是可检测的。
1999-03-22 hep-ph
Naturalness and the Status of Supersymmetry
几十年来，弱尺度的不自然性一直是激发新粒子物理学的主要问题，而弱尺度超对称性一直是主要的解决方案。这一范式现在正受到大量实验数据的挑战。在这篇综述中，我们首先回顾了弱尺度超对称性的理论动机，包括规范层次问题，大统一和WIMP暗物质，以及它们对超伙伴质量的影响。这些都是针对对撞机搜索的超对称性的主要约束，希格斯玻色子质量，以及风味和CP破坏的低能约束。然后，我们批判性地审视了量化超对称性自然性的尝试，强调了许多主观选择对结果的定量和定性影响。最后，我们综述了自然超对称模型的各种建议，包括有效超对称性，焦点超对称性，压缩超对称性和R-宇称破坏超对称性，并总结了它们的关键特征，现状和对未来实验的影响。
2013-05-13 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Deriving Ontological Statements from the Unnatural Higgs Mass
Universität Münster（明斯特大学）
本文通过元理论论证，主张希格斯质量自然性问题为伪问题，将等级问题重新解释为希格斯玻色子本体论基本性的指示，并批判有效理论方法论的过度应用。
2026-09-17 hep-ph physics.hist-ph
Di-Higgs Signatures in Neutral Naturalness
本文研究折叠超对称中标量quirk形成的squirkonium束缚态，证明其可主导衰变为HH，并预言LHC未来可探测0.5–1.6 TeV双希格斯共振及相关衰变模式。
2024-01-23 hep-ex hep-ph
Solving the Naturalness Problem by Baby Universes in the Lorentzian Multiverse
我们提出了一个解决方案的自然性问题的背景下，没有人择参数的多重宇宙波函数。如果在路径积分中加入微观虫洞结构，波函数就变成了具有不同耦合常数（如宇宙学常数、Higgs势参数等）的宇宙的叠加，我们分析了多重宇宙的量子态，并计算了一个宇宙的密度矩阵。我们表明，由虫孔诱导的耦合常数是固定的，在这样一种方式，使密度矩阵最大化。特别是，宇宙学常数，这在一般情况下是依赖于时间的，是这样选择的，它采取一个非常小的值在遥远的未来。我们还讨论了在这方面的规范层次问题和强CP问题。我们的研究预测希格斯粒子的质量为140 \pm 20 GeV，θ=0。
2012-01-24 gr-qc hep-ph hep-th
Discriminating spin through quantum interference
许多对层次和自然性问题提出的解决方案假定标准模型粒子有新的“伙伴”场。确定这些新粒子的自旋对于区分各种可能的SM扩展至关重要，但所提出的方法依赖于底层模型。我们提出了一种新的模型无关的方法来测量自旋，它利用了螺旋度态之间的量子干涉。我们证明，这种方法将能够区分标量粒子从更高的自旋状态在ILC，并讨论应用程序更高的自旋和可能的用途在LHC。
2008-01-25 hep-ph
Electroweak symmetry breaking in Higgs mechanism with composite operators and solution of naturalness
引入一个由规范耦合中微扰展开激发的双定域复合算符的源，计算了它在标准模型的重整化群中的有效势，其中不涉及人工色.该势表明，由于SU（2）偶算符的中性分量的非零真空期望值，在M尺度下电弱对称性破缺。在低于截断值Λ的虚度下，我们引入了耦合到复合算符的源的有效场的局域希格斯近似。Λ \approx 600 GeV的值由测量的规范矢量玻色子的质量确定。通过对Yukawa常数红外不动点方程的探索，我们可以很好地计算出最重费米子产生的质量，即m_t（m_t）= 165 \pm 4 GeV，m_b（m_b）= 4.18 \pm 0.38 GeV，m_τ（m_τ）= 1.78 \pm 0.27 GeV.对复合算符源的有效场进行有限重正化后，在与定域理论Λ相匹配的尺度下计算了有效Higgs场势的参数。t夸克的汤川常数的不动点和零有效势在M处的匹配条件使M值趋于大统一尺度。四次自作用的红外不动点方程使我们能够得到两个几乎简并标量粒子的估计，其中m_H = 306 \pm 5 GeV，而与τ轻子耦合的第三个标量粒子更重：m_{H_τ} = 552 \pm 9 GeV。讨论了描述有效标量场的方法的唯象意义和一个关于三代费米子的问题。
2003-04-09 hep-ph
Dark Matter and Naturalness
粒子物理学的标准模型是由庞加莱对称性所支配的，而所有其他的对称性，无论是精确的还是近似的，本质上都是由与粒子谱的理论一致性所决定的。另一方面，存在许多暗物质的模型，它们依赖于新增加的全局对称性的增加，以便稳定暗物质粒子和/或实现正确的丰度。在这项工作中，我们开始系统地探索真正的自然模型的暗物质，组织只有相对论和量子力学，没有呼吁任何额外的全球对称性，没有微调，没有小参数。我们首先回顾如何基于自旋0或自旋${1\over2}$的单重态暗扇区应该很容易衰减，而纯强耦合自旋1模型有一个过剩的问题。这就不可避免地导致我们构建自旋${1\over2}$粒子在自旋1粒子约束下带电的手征模型。这导致了稳定的暗物质候选者，它们是重子的类似物，具有自然$\mathcal{O}(100)$ TeV的限制尺度。这导致了正确的冻结出丰度湮灭成无质量的无约束暗费米子。极小模型包含$SU(3)\times SU(2)$的暗拷贝和1代手征暗夸克和轻子。无质量暗轻子的存在有可能在BBN过程中产生较大的$ΔN_{\text{eff}}$值。为了不扰乱BBN，人们可以求助于标准模型之外的大量重自由度，或者假设暗扇区比可见扇区具有更低的再热温度，这在这个框架中也是自然的。这种推理提供了一套完全自然的暗物质模型。有些是噩梦般场景的具体实现，其中暗物质可能非常难以检测，这可能会影响未来的搜索技术。
2020-04-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Criteria for Natural Hierarchies
随着一种似乎与最小标准模型希格斯玻色子相当一致的粒子的发现，人们的注意力转向了自然性、微调以及它们对标准模型之外的物理学的意义及其在LHC运行II中的发现前景等问题。在这篇文章中，我们将重新讨论自然性的问题，讨论一些隐含的假设，这些假设是一些最常见的陈述的基础，这些陈述倾向于为某些正则化过程赋予物理意义。关于微调的模糊论点可能导致过于强烈的结论，也许不像人们希望的那样通用。相反，我们探索一个更务实的定义的层次问题，不依赖于窥视以外的量子场论的模糊边界：我们调查的电弱尺度的微调与阈值的重粒子，这是既可计算的，并依赖于性质的紫外线完成的标准模型。我们讨论了新的高能尺度的不同表现形式，这些新的高能尺度受到新物理实验提示的青睐，着眼于利用微调来确定新物理参数空间的自然区域。
2014-03-04 hep-ph
The Goldstone theorem protects naturalness, and the absence of Brout-Englert-Higgs fine-tuning, in spontaneously broken SO(2)
Gell-Mann-Levy（GML）、Schwinger和标准模型之前被证明缺乏Brout-Englert-Higgs（BEH）的微调问题，因为所有O（Λ^2）贡献都遵守对称性，所以具有有限的欧几里得截断Λ。我们将这些结果推广到SO（2）版本GML和Schwinger中某些M_{Heavy} ^2>> m_{BEH} ^2粒子的有限贡献。我们证明了两个SO（2）单态例子：一个重的实标量S和一个右手1型跷跷板Majorana中微子的明确的1-循环物理自然性。我们证明，对于低|Q^2|在最坏的情况下，大的自由度在自发破缺的SO（2）Schwinger中贡献了边际算子。GML从这些例子中得到的关键教训是，伪南武-戈德斯通玻色子（NGB）的质量平方必须被适当地重整化。一个真正的NGB值m_3^2 = 0，则由戈德斯通定理保护。对于Schwinger模型，出现了两个关键的观察结果：全局Ward-Takahashi恒等式（WTI）强制所有相关算子进入伪NGB质量平方; WTI通过禁止所有相关算子在自发破缺Goldstone模中的贡献来强制Goldstone定理，π_3在那里是无质量的NGB。Goldstone模，具有弱尺度m_{BEH} ^2 \&<H>^2，即使作为具有某些高质量尺度扩展的低能有效理论，也不能被微调。它的“戈德斯通异常自然性（GEN）”，即所有相关算子都消失，是对微…
2014-11-11 hep-ph hep-th
The Cosmological Constant Problem: Why it's hard to get Dark Energy from Micro-physics
这些笔记提出了一个简单的介绍“自然性”的问题在宇宙学，特别是对宇宙学常数问题。主要的焦点是“老”的宇宙学常数问题，虽然最近的变种也简要讨论。几个概念的自然性的定义，包括技术的自然性和't Hooft自然性的密切相关的想法，它表明为什么这些自然出现时，宇宙学是嵌入在一个框架-有效场论-有效地捕捉什么是一致的是什么是已知的物理学较小的距离。一些照顾，以澄清概念问题，如相关性或不二次发散，其中一些混乱已经出现了多年。一组最低标准制定的建议的解决方案，可以判断的问题，并简要概述了大多数的方法的一般局限性。对我认为最有希望的方法进行了更深入的讨论。这些笔记是针对研究生的量子场论和宇宙学的基本工作知识，但没有粒子物理学的详细知识。
2013-09-16 gr-qc hep-ph hep-th
Is natural higgsino-only dark matter excluded?
超对称（SUSY）粒子物理模型对电弱自然性的要求，要求轻希格斯介子不能太远离m（weak）~ m（W，Z，h）~100 GeV的弱标度。另一方面，大型强子对撞机希格斯质量测量和sparticle质量限制指向超对称性打破规模在多TeV政权。在这样的条件下，最轻的超对称粒子预计将主要是一个类希格斯诺的中性伴子，具有不可忽略的高志子成分（自然性要求）。然后发现在自然超对称模型中计算的热WIMP丰度通常比其测量值低5-20倍。为了获得与观测的一致性，要么必须存在额外的DM粒子（轴子是一个很好的动机可能性），要么必须增加额外的非热机制来增加中性伴子的丰度。我们比较了目前的直接和间接的WIMP探测极限的三个自然超对称模型的基础上重力，异常和mixing调解。我们表明，自然希格斯只暗物质的情况下，非热生产机制增加其遗迹密度，基本上被排除在PandaX-II，LUX和氙-1t实验的直接检测约束的组合，并从费米-LAT/MAGIC观测矮球状星系的伽马射线的界限。
2018-04-10 astro-ph.CO hep-ph
The Supersymmetric Flavor Problem
超对称$SU(3)\times SU(2)\times U(1)$理论具有最小的粒子含量和一般的软超对称破缺项，在其味区有110个物理参数：30个质量，39个实际混合角和41个相位。由于缺乏大量新参数的实验指示，普朗克或大胃肠道质量粒子的理论受到了严重的限制，并表明风味理论与自然性相冲突。我们通过研究过程$μ\rightarrow e + γ$和$K^0 - \bar{K}^0$混合来说明这个问题，这是普朗克物理学中非常敏感的探针：一个单一的普朗克质量粒子耦合到电子或μ子与汤川耦合可比的规范耦合通常会导致$μ\rightarrow e + γ$的速率超过目前的实验极限。一个可能的解决方案是，将超对称破缺传递给普通粒子的信使比$M_{\rm Planck}$轻得多。
1995-04-28 hep-ph
Focus Point Supersymmetry: Proton Decay, Flavor and CP Violation, and the Higgs Boson Mass
在焦点超对称中，所有的方夸克和slepton，包括第三代的方夸克和slepton，都有几TeV的质量，而不会牺牲自然性。我们研究这个框架的影响，低能量的限制和轻希格斯玻色子质量。质子衰变和电偶极矩，在许多超对称模型中的通用不必要的贡献，强烈抑制。结果表明，简单大统一理论对α s的预测与实验值接近3 ~ 5个标准差，允许的CP破坏相大1 ~ 2个数量级。此外，焦点超对称性的非常重的顶部和底部方形自然地产生115 GeV或以上的希格斯玻色子玻色子，而不需要重的高吉诺。最后，我们扩展讨论的问题有关的自然性的定义和评论文献中给出的其他几个处方。
2001-01-21 hep-ex hep-ph
MSSM4G: Reviving Bino Dark Matter with Vector-like 4th Generation Particles
我们补充了最小超对称标准模型（MSSM）与矢量状副本的标准模型粒子。这种第四代粒子可以将希格斯玻色子的质量提高到观测值，而不需要非常重的超伴子，从而提高了自然性和在LHC发现超对称性的前景。在这里，我们表明，这些新粒子也是宇宙学上的动机：在MSSM中，纯比诺暗物质通常覆盖宇宙，但第四代粒子开辟了新的湮灭通道，使比诺有正确的热遗迹密度没有共振或共湮灭。我们表明，这可以做到在一个相当大的区域参数空间，同时保持规范耦合统一和满足对撞机，希格斯粒子，精密电弱，和风味物理的约束。
2015-10-20 astro-ph.CO hep-ph
Leptogenesis scenarios for natural SUSY with mixed axion-higgsino dark matter
具有辐射驱动的电弱自然性的超对称模型需要质量约为100-300 GeV的轻希格辛。QCD扇区中的自然性通过Peccei-Quinn（PQ）轴子引起，导致混合轴子-higgsino暗物质。超对称DFSZ轴子模型提供了超对称μ问题的一个解决方案，而小层次μ m_{3/2}可能是PQ和隐藏扇区质量尺度不匹配的结果。传统的引力子问题现在被axino和saxion问题所扩展，因为后者的粒子也可以导致WIMP或暗辐射的过度产生，或者违反BBN约束。我们计算区域的T_R与m_{3/2}平面允许的BBN，暗物质和暗辐射的限制，为各种PQ尺度的选择f_a。这些地区相比，热leptogenesis，非热leptogenesis，振荡sneutrino leptogenesis和阿弗莱克-丁leptogenesis所需的值。后三个在PQ尺度f_a~ 10^{10}-10 12} GeV的参数空间的宽范围内是允许的，这也是自然性所支持的：f_a~ \sqrt{μM_P/λ_μ} \sim 10^{10}-10 12} GeV。这些f_a值对应于稍高于投影ADMX搜索区域的轴子质量。
2015-10-02 astro-ph.CO hep-ph
The Hierarchy Problem: From the Fundamentals to the Frontiers
我们开始这篇论文与广泛的教学介绍，旨在澄清层次问题的基础。在介绍了有效场论之后，我们从不同的角度详细讨论了重整化。我们专注于概念理解和方法之间的联系，同时提供了大量的例子来说明。在这种背景下，我们可以清楚地理解层次问题，这主要是通过介绍和驳斥常见的误解。接下来我们讨论一些漂亮的经典框架来解决这个问题。然而，我们认为，大型强子对撞机的数据已经定性修改的问题成“的Loploy问题”-如何产生一个IR规模没有伴随可见的结构-我们讨论了最近的工作，这种方法。在后半部分，我们提出了一些我们自己的工作在这些方向，开始探索如何中性自然性的方法，激励在各种物理学前沿的电弱自然性的新签名。最后，我们提出了一个新的自然线索，并建议EFT的物理故障，重力的要求，可能是违反我们的EFT预期在LHC负责。
2020-09-24 hep-ph hep-th
Local Unit Invariance, Back-Reacting Tractors and the Cosmological Constant Problem
当物理学以一种与单位系统的局部选择无关的方式表达时，黎曼几何就被共形几何所取代。此外，质量变成几何的，表现为外尔权的拖拉机（共形多重场必须保持局部单位不变性的表现）。这些权重和质量之间的关系是通过标量曲率来实现的。因此，质量项对于离壳引力背景是时空相关的，但对于物理的爱因斯坦流形是恒定的。不幸的是，这引入了一个自然性问题，因为标量曲率与宇宙学常数成正比。通过写下牵引应力张量（从标准应力张量及其一阶和二阶导数构建的多重态），我们展示了反作用如何解决这个自然性问题。我们还表明，经典的反作用产生一个有趣的标量场的潜力。我们推测，对物理系统如何与尺度耦合的适当描述，可以提高我们对粒子物理与观测到的宇宙学常数之间的差异所引起的自然性问题的理解。我们进一步给出了一些想法如何环境描述的拖拉机演算可能会导致一个Ricci平坦/CFT对应推广的AdS侧Maldacena的对偶性的Ricci平坦空间的一个更高的维度。
2010-03-19 gr-qc hep-ph hep-th
Composite self-interacting dark matter and Higgs
我们提出了一种新的机制，在复合模型中，提供自相互作用的暗物质与希格斯粒子本身作为复合粒子，减轻标准模型的自然性问题，并解释小尺度的差异，如核心尖点和"太大而不能倒"的问题。这些暗物质候选者由于复合动力学的整体U（1）对称性而稳定，并且它们的强自相互作用由基于顶夸克部分复合性的新机制产生。暗物质候选者的残余密度是粒子反粒子对称的，并且是由于热冻结。我们在一个新的约束规范群$G_{\text{HC}} $下用最少费米子数的四维规范理论实现了这个机制。
2021-12-30 hep-ph hep-th
Where is Particle Physics Going?
标题中问题的答案是：在标准模型之外寻找新的物理学，其中有许多动机，包括电弱真空的可能不稳定性，暗物质，物质的起源，中微子的质量，质量尺度层次的自然性，宇宙膨胀和对量子引力的寻找。然而，到目前为止，还没有明确的迹象表明这些问题的理论解决方案，也没有实验策略来解决它们。现在有必要为未来可能的加速器准备各种项目，以便在物理学前景变得更加清晰时做好决定。正如乔治·哈里森所说：“如果你还不知道你要去哪里，任何一条路都可能带你去那里。"
2017-04-10 hep-ex hep-ph
Chiral Fermions and Quadratic Divergences
在无超对称性的自然性方法中，研究了非超对称阿贝尔规范规范理论的重整化性质。在基于循环群Z_p的构造中，规范群是U（N）^p，费米子都是双基本项，并且允许标量有伴随和双基本项。然而，只有没有伴随标量的模型才表现出手征费米子和标量传播子中没有单圈二次发散。
2004-12-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Velocity-dependent self-interacting dark matter and composite Higgs
本文提出一种由复合动力学产生质量的狄拉克费米子暗物质模型，其中轻标量介体与希格斯粒子同为复合粒子，可同时解释小尺度晕结构问题与标准模型自然性问题，并满足多项宇宙学与实验约束。
2024-12-26 hep-ph hep-th
(Mainly) axion dark matter
QCD的强CP问题本质上是一个自然性问题：为什么在QCD拉格朗日量中，F \tilde{F}项被高度抑制，而似乎有必要解释为什么有三个而不是四个轻π？最优雅的解决方案假定一个自发破缺的Peccei-Quinn（PQ）对称性，这需要存在轴子场a。轴子场稳定到其势能的最小值，从而消除了进攻项，但产生了物理轴子，其相干振荡可以构成冷暗物质。直到现在，ADMX等实验才开始探索QCD轴子参数空间。由于一种真正的标量粒子--希格斯玻色子--已经被发现，人们可能会期望它的质量停留在轴子尺度f_a~ 10^{11} GeV。希格斯粒子的质量被超对称性优雅地稳定下来：在这种情况下，轴子伴随着它的axino和saxion超伙伴。要求自然也在电弱部门意味着希金森类WIMP，那么我们期待混合轴子WIMP暗物质。最终，我们将期望探测到轴子和WIMP，而轻希格斯玻色子的信号可能会在LHC出现，并且必须在ILC出现。
2015-10-26 astro-ph.CO hep-ph
The Landscape of Composite Higgs Models
Centre of Excellence in Particle Physics, Faculty of Physical Sciences, University of Adelaide（阿德莱德大学物理科学学院粒子物理卓越中心）
本文提出一种基于贝叶斯框架的微调度量，系统分析复合希格斯模型（如M4DCHM）的自然性，并对最小模型进行全局拟合，探讨扩展模型对自然性的改善。
2026-06-18 hep-ex hep-ph hep-th
