Musings on cosmological relaxation and the hierarchy problem
最近，Graham，Kaplan和Rajendran [1]提出宇宙学弛豫是产生小等级希格斯真空期望值的机制。受此启发，我们收集了一些关于解决电弱层次问题的步骤的想法，并将其应用于宇宙学弛豫的原始模型[1]。为此，我们研究了模型的动力学，并确定了基本输入参数和电弱真空期望值之间的关系。根据输入参数的模型表现出三个定性不同的制度，其中两个允许层次小希格斯真空期望值。一个导致标准的电弱对称性破缺，而在另一个政权电弱对称性主要是由希格斯源项打破。虽然后者在基于QCD轴子的模型中是不可接受的，但在非QCD模型中，这可能会导致希格斯观测量中新的有趣的签名。
2015-10-27 hep-ph hep-th
The Cosmological Constant and the Electroweak Scale
弦论除了弦尺度之外没有其他参数，所以四维时空的动力学紧化解应该同时决定普朗克尺度和宇宙学常数$Λ$。在IIB型理论中的跑道型凯勒隆起通量紧致化模型中，弦论的图景是通过扫描所有通量参数的离散值而产生的，我们发现对指数小的$Λ$的统计偏好是自然的（arXiv：1305.0753）。在此框架内，并将$Λ$中值与观测到的$Λ$相匹配，自然会出现质量尺度${\bf m}\simeq 100$ GeV。我们解释了如何电弱标度可以与此质量标度。
2019-09-21 hep-th
Cosmological Phase Transitions in Warped Space: Gravitational Waves and Collider Signatures
我们研究了一个包含指数行为标量势和强反作用的5D翘曲模型中的电弱相变。通过一种新的治疗的超势形式主义，我们探索以前无法访问的参数区域。我们发现，当t 'Hooft参数足够大时（如$N\simeq 25$），会发生全息相变，并迫使Higgs粒子发生一级电弱相变，这一相变适合于电弱重子生成。该模型展示了引力波和对撞机的签名。它通常预测一个随机的引力波背景观测在激光干涉仪空间天线和爱因斯坦望远镜。此外，放射子往往足够重，以至于它逃避了当前的限制，但可能会在未来的LHC运行中出现。
2018-10-15 gr-qc hep-ph hep-th
Electroweak Baryogenesis
与天真的宇宙学预期相反，所有的证据都表明宇宙中包含的物质比反物质丰富。本文回顾了目前流行的情况下，可测试的物理，目前在标准模型的电弱相互作用及其适度的扩展，是负责这一基本的宇宙学数据。本文对电弱重子发生背后的动机和物理过程进行了教学解释，并讨论了该领域的分析方法、数值研究、最新进展和悬而未决的问题。
1998-12-18 astro-ph hep-ph hep-th
Enabling Electroweak Baryogenesis through Dark Matter
我们研究了由暗物质引起的更大的宇宙膨胀对电弱重子生成的影响。我们详细的实验界限，可以放置在实现它的模型，我们调查这些界限的修改，从一个非标准的宇宙学历史的结果。如果宇宙的膨胀率增加几个数量级，这种变化可能是相当大的。我们通过标量场暗物质的例子来说明这种影响，标量场暗物质可以改变宇宙学的历史，足以使标准模型中的一个足够强的一阶相变，当它被一个直接修改希格斯玻色子势的六维算子补充时。我们表明，由于修改后的宇宙历史，电弱重子生成可以实现，同时保持三重希格斯耦合的HL-LHC灵敏度以下的偏差。当膨胀率增加6个数量级时，实现足够强的一阶相变所需的新物理学尺度可以改变多达20%。
2016-06-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational relaxation of electroweak hierarchy problem
本文讨论了电弱层次问题的引力松弛模型。我们表明，修改后的重力可以自然放松的电弱层次问题，保角变换提供了一个重要的规则，什么修改后的重力理论有利于放松电弱层次。保角变换连接了不同的引力理论，重新标度规会极大地改变不同坐标系中的希格斯质量或宇宙学常数等维度参数。当电弱标度由电子标量场或标度参数的动力学和运动行为自然实现时，修正引力理论可以放松电弱层次问题。我们讨论了引力松弛模型的理论和唯象有效性。
2022-06-24 gr-qc hep-ph hep-th
Electroweak baryogenesis and hierarchy
我们考虑在额外维度模型中由宇宙学缺陷介导的电弱重子生成的情形。在高维理论中，我们考虑了膜上的畴壁，在假真空中，电弱破缺标度被抑制，而sphaleron相互作用被激活。
2001-07-28 astro-ph hep-ph hep-th
Spontaneous Symmetry Breaking: From the Effective Action to Cosmological Phase Transitions in the Standard Model and Beyond
Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）
本文利用有限温度有效势研究早期宇宙的电弱相变，发现标准模型相变强度不足以解释重子不对称，而实单态扩展模型可提供足够强的相变。
2026-06-29 hep-ph hep-th
Inflation and Electroweak Symmetry Breaking
提出宇宙电弱对称性破缺模型，将暴胀与电弱破缺能标关联，利用平移对称性保护希格斯质量，并通过希格斯自共振预加热产生CMB。该模型与自然暴胀相似，并给出在标准电弱理论中的实现途径。
2023-06-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Conserved Quantities and Electroweak Phase Transitions
研究了在电弱理论的密度矩阵中包含足够守恒量的宇宙学后果。几个论点反对包括有关的电荷自发破缺对称性。特别注意的是集中在$W$玻色子凝聚的现象和它的相互作用与对称性恢复的相变被认为是。新出现的宇宙学意义，如重子和轻子数密度，是有趣的。
1994-05-26 hep-th
Emergent Weak Scale from Cosmological Evolution and Dimensional Transmutation
在这篇文章中，我们提出了一个框架，在这个框架中，弱尺度在技术上是动态自然的，没有新的物理学达到普朗克尺度。在爱因斯坦坐标系的正则参数化中，无质量的希格斯粒子和R^2度规理论的混合导致了一个有效的依赖于场的希格斯粒子质量参数。它是一个动力学变量，在宇宙演化的过程中，它扫描了很大范围的值，最终稳定在一个低尺度。单圈有效势具有电弱对称性破缺真空，并用维度嬗变和宇宙学弛豫机制解释了这种层次结构。此外，通过计算重整化群改进的有效势，我们发现电弱真空是有效势的全局最小值。
2015-12-09 hep-ph hep-th
Quantum scale invariance, cosmological constant and hierarchy problem
我们构造了一类在所有微扰论阶数下都具有量子尺度不变性的理论。在这些模型的一个子类中，尺度不变性被自发地打破，导致无质量的量子的存在。讨论了这些结果在电弱标度对量子修正的稳定性问题、宇宙学常数问题和暗能量问题中的应用。
2008-12-16 gr-qc hep-ph hep-th
Electroweak Vacuum Instability and Renormalized Vacuum Field Fluctuations in Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker Background
宇宙学中的Higgs真空稳定性一直是一个很有吸引力的研究课题，准确跟踪Higgs涨落的发展是至关重要的。在本工作中，我们深入研究了在Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）背景下，Higgs场的真空涨落如何影响电弱真空的稳定性。采用绝热（WKB）近似或绝热正则化方法，我们清楚地证明了FLRW背景中Higgs场的真空涨落依赖于Higgs场或其他标量场的曲率和质量.希格斯涨落可以产生真正的真空泡，并引发电弱真空的坍缩。此外，我们清楚地表明，在FLRW背景下的有效希格斯势修改的希格斯真空涨落。标准模型场的真空涨落可以通过反反应效应使有效希格斯势稳定或不稳定。考虑各种背景下Higgs真空涨落$\left< { δϕ}^{ 2 } \right>$的改进有效Higgs势，给出了Higgs耦合标量场质量的新的宇宙学约束，并定量描述了FLRW背景下Higgs稳定性.
2018-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
An upper limit on cosmological chiral gravitational wave background
Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
研究推导了早期宇宙中左手引力波背景幅度的上限，揭示了其在高再加热温度下对宇称破坏物理的探测作用。
2026-03-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological constant in scale-invariant theories
本文讨论了在辐射破缺的标度不变模型中加入一个小的宇宙学常数的问题。我们表明，现象学上一致的尺度不变的模型可以构建允许一个小的积极的宇宙学常数，提供一定的粒子质量之间的关系是满意的。结果，在双圈水平上产生了电子的质量。另一个有趣的结果是，在这样的模型中，电弱破密真空必然是一个亚稳态的“假”真空，幸运的是，它不会在宇宙学时间尺度上衰变。
2011-10-10 gr-qc hep-ph hep-th
Effective cosmological constant from TeV-scale physics: Simple field-theoretic model
采用q理论方法解决宇宙学常数问题，我们提出了一个简单的场论模型，如果存在新的具有电弱相互作用的TeV尺度的超大质量粒子，该模型可以产生一个有效的宇宙学常数（剩余真空能量密度），其量级为观测到的数量级，即Λ_{eff} \sim（meV）^[4]。这个模型很简单，因为它只涉及几种类型的场和两种能量标度，引力能量标度E_{Planck} \sim 10^{15} TeV和电弱（新物理学）能量标度E_{ew} \sim 1-10 TeV。
2011-07-27 hep-th
QCD and electroweak phase transitions with hidden scale invariance: implications for primordial black holes, quark-lepton nuggets and gravitational waves
Sydney Consortium for Particle Physics and Cosmology（悉尼粒子物理与宇宙学联盟）；School of Physics, The University of Sydney（悉尼大学物理学院）
研究基于标准模型的最小非线性尺度不变性框架，探讨其对宇宙学的影响，揭示电磁相变及原初黑洞、引力波和多夸克-轻子 nuggets 的生成机制。
2026-03-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Long-Lived Time-Dependent Remnants During Cosmological Symmetry Breaking: From Inflation to the Electroweak Scale
通过在三维空间中的详细的数值研究，我们证明了长寿命的依赖于时间的场的配置动态出现在一个扩大的德西特时空对称性破缺。我们研究了两种情况：单标量场和双势阱以及SU（2）非阿贝尔Higgs模型的玻色子扇区。对于单标量，我们表明，大振幅的介子配置自发出现，并坚持贡献约1.2%的宇宙的能量密度。我们还表明，对于一系列的参数，电子的寿命增强的扩展，这种效果是参数共振的结果。对于SU（2）情形，我们看到约4%的最终能量密度在介子中。
2010-07-26 astro-ph.CO hep-th
Cosmological selection of a small weak scale from large vacuum energy: a minimal approach
提出一种最小宇宙学方案，通过真空景观中最大真空能量区域在暴胀中的体积主导，自然解释电弱标度远小于截断值，并预测希格斯粒子关系及暗物质候选。
2024-07-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Low temperature electroweak phase transition in the Standard Model with hidden scale invariance
我们讨论了宇宙学相变内的标准模型，其中包括自发破缺标度不变性作为一个低能量的理论。除了标准模型场之外，极小模型还包括一个光量子，它通过维度嬗变的机制获得一个大的真空期望值（VEV）。在真空能量抵消的假设下，电子子在2圈量级上发展出非常小的质量。结果表明，在零温度下经典的Higgs势中存在一个平坦的方向，而量子势中存在两个（几乎）简并的局部极小值，它们具有未破缺和破缺的电弱对称性。我们发现，在这个模型中的宇宙学电弱相变只能触发在低温下，$T\lesssim 132$ MeV的QCD手征对称性破缺相变。此外，与标准情况不同的是，宇宙通过一阶相变进入手征对称性破缺真空，这产生了峰值频率为$\sim 10^{-8}$ Hz的随机引力背景，并触发了大约太阳质量的原始黑洞的产生。对宇宙学相变的这些特征的观测，再加上对一个光量子的探测，将为尺度不变性在粒子物理学中的基本作用提供一个强有力的暗示。
2017-09-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational Waves from the Phase Transition of a Non-linearly Realised Electroweak Gauge Symmetry
在具有非线性实现的电弱对称性的标准模型中，大型强子对撞机的希格斯玻色子可能存在于规范群的单态表示中。几个新的相互作用，然后允许，包括异常的希格斯自耦合，这可能会驱动电弱相变是强烈的一阶。本文研究了具有反常Higgs立方自耦合的简化模型中的宇宙学电弱相变。我们着眼于未来的空间实验检测引力波在早期宇宙的这种过渡过程中产生的可行性。我们发现，在相对较大的立方耦合范围内，$111~{\rm GeV}~ \lesssim |κ| \lesssim 118~{\rm GeV}$，$\sim $ mHz频率的引力波可以通过eLISA观察到，而BBO将有可能能够检测到更宽的频率范围内的波，$0.1-10~$ mHz。
2016-07-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
UV/IR Mixing, Causal Diamonds and the Electroweak Hierarchy Problem
本文提出用因果钻石作为有效场论的红外界限，借助UV/IR混合机制解释电弱尺度与普朗克尺度之间的大层级问题。
2024-02-26 hep-ph hep-th
Is There a Hot Electroweak Phase Transition at $m_H\gsim m_W$?
我们提供了非微扰的事实，即没有热电弱相变在大希格斯质量，$m_H = 95$，120和180 GeV的证据。这意味着在小$m_H$处分离对称相和破碎相的一阶相变线具有终点$m_{H,c}$。在最小标准电弱理论中，70 GeV的$<m_{H,c}<$ 95 GeV，最有可能是$m_{H,c} \approx 80$ GeV。如果电弱理论是弱耦合的，并且发现希格斯玻色子玻色子比临界值重（这取决于所讨论的理论），那么来自电弱时代的宇宙学残余是不可能的。
1996-05-12 hep-lat hep-ph hep-th
Cosmological Aspects of Higgs Vacuum Metastability
当前标准模型参数的中心实验值给出了一个惊人的结论：电弱真空的亚稳态优于绝对稳定。希格斯玻色子玻色子的亚稳态真空意味着真空衰变的发生可能会给宇宙带来灾难性的后果，事实上也是不可避免的。希格斯真空的亚稳性对宇宙学来说尤其重要，因为在早期宇宙中，有许多机制可以触发电弱真空的衰变。我们提出了一个全面的审查从希格斯真空亚稳态宇宙学的影响，以及相关的理论课题，包括重整化群的改进，量子场论在弯曲时空和真空衰变场论的教学讨论。
2019-01-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Decoherence, discord and the quantum master equation for cosmological perturbations
我们研究了宇宙学扰动的环境退相干，以研究暴胀过程中量子到经典的跃迁以及噪声对纠缠的影响。给定系统与环境之间的显式相互作用，我们推导出一个量子主方程的约化密度矩阵的扰动，绘制平行于量子布朗运动，在那里我们看到的波动和耗散项的出现。虽然主方程不是林德布拉德形式，我们看到如何典型的解决方案表现出积极的超视界尺度，导致一个物理意义的密度矩阵。这使我们能够写出一个朗之万方程的随机噪声的经典轨迹出现在超视界尺度的量子系统。特别是，我们发现，环境退相干的强度增加模式退出视界，与增长驱动的白噪声来自本地的环境相关性的贡献。最后，我们使用我们的主方程来量化不和谐所捕获的量子关联的强度。我们表明，环境相互作用有一种趋势，以减少不和谐的大小，这些影响是由相对强度的扩张率和环境的相互作用率。我们解释这方面的粒子创造与环境波动，这往往会增加和减少不和谐的竞争效应。
2017-08-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
About electroweak domain walls in Majoron models
Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Instituto de Física Corpuscular (CSIC-Universitat de València)（粒子物理研究所（西班牙国家科学研究委员会-瓦伦西亚大学））
本文指出弱相互作用瞬子不会在Majoron模型中形成畴壁，除非存在显式的B+L破缺，并估计了由此产生的微小瞬子诱导Majoron质量及其宇宙学影响。
2026-05-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Two-Measure Electroweak Standard Model. Some aspects of cosmological evolution and vacuum stability
本文将双测度理论应用于电弱标准模型的宇宙学研究，发现测度密度比随宇宙演化变化导致耦合常数经典跑动，可自然解释费米子质量等级，且1圈修正不破坏暴胀与真空稳定性。
2025-02-22 hep-th
Standard Model from A Supergravity Model with a Naturally Small Cosmological Constant
在指数小宇宙学常数的自然性准则的指导下，我们提出了一个由弦论驱动的具有自发超对称破缺的四维$\mathcal{N}=1$非线性超引力模型（或其具有幂零超场的线性模型）.该模型包含了最小超对称标准模型、赛道Kähler隆起和KKLT反$\rm D3$ -膜，并使用幂零超场来投射出不需要的相互作用项以及不需要的自由度，最终得到强相互作用和电弱相互作用的标准模型（而不是超对称版本）。
2020-10-21 hep-ph hep-th
Cosmological stochastic Higgs stabilization
我们表明，希格斯粒子和旁观者标量场的相互作用系统的随机演化，自然会产生一个增强的概率定居在电弱真空结束时的通货膨胀。随后的不稳定，由于希格斯粒子和观众场之间的参数共振，可以避免在一个很宽的参数范围。我们进一步论证了旁观者场可以扮演暗物质的角色。
2017-05-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The self-tuning of the cosmological constant and the holographic relaxion
我们提出了一个膜世界设置的基础上规范/重力的对偶性，允许同时实现自我调整的宇宙学常数和稳定的电弱层次。包括希格斯扇区的标准模型动力学被限制在一个平坦的四维膜中，嵌入在一个5维的块体中，其动力学由爱因斯坦-介子-轴子引力控制。包含一个动态体轴子是新的相比，以前实现的自调整机制。由于轴子的存在，该模型一般表现出大量的静态解，膜的平衡位置具有不同的值。在温和的假设下，膜参数对体场的依赖关系，这些解决方案中的一些表现出电弱对称性破缺与希格斯质量的层次小相比，膜理论的截止尺度。自调谐的宇宙学常数的实现是通用的和有效的，因为在以前的建设没有散装轴子。不管膜理论是否明确地依赖于体轴子，有时可以发现希格斯质量在等级上很小的粒子。因为根据一般原理，膜作用将依赖于轴子，所以具有大层次的解的生成是一个鲁棒的特征。
2020-11-01 hep-ph hep-th
Evolving extrinsic curvature and the cosmological constant problem
解释了与外曲率相关的黎曼流形光滑变形的概念，并将其应用于FLRW宇宙学。我们表明，这样的变形可以从爱因斯坦希尔伯特动力学原理产生的Noether意义上的可观察的效果。结果，我们注意到非本征曲率如何补偿宇宙学常数$ Λ$和真空能量$ρ_{vac}$之间的定量和定性差异，从而获得了电弱尺度下宇宙学常数问题的观测上界。讨论了非本征曲率的拓扑特征，表明产生的非本征标量曲率是一个不断演化的动力学量。
2015-12-09 gr-qc hep-th
The anomalous shift of the weak boson mass and the quintessence electroweak axion
解释所观测到的W玻色子质量位移的最简单方法之一是引入超荷为零的$SU(2)_L$三重态希格斯玻色子，其真空期望值约为3 GeV。如果三重态在$\mathcal{O}(1)$ TeV上足够重，它基本上只对$T$参数有贡献，而与观测没有任何冲突。一个复杂的三重态希格斯玻色子的存在提高了$SU(2)_L$规范耦合常数到$α_2(M_{\rm PL} )\simeq 1/44$在普朗克尺度。由于这个较大的规范耦合常数，我们表明，只要轴子场位于目前势的山顶附近，电弱轴子真空能解释了观察到的宇宙学常数。
2023-01-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Sliding Naturalness: Cosmological Selection of the Weak Scale
我们提出了一个宇宙学的解决方案的电弱层次问题。在讨论了宇宙学方法的自然性的一般特征之后，我们扩展了标准模型，其中两个光标量非常弱地耦合到希格斯玻色子，并提出了机制，我们最近在一篇配套论文中介绍了该机制，以共同解释电弱层次和强CP问题。在这项工作中，我们表明，这种解决方案可以解耦的强CP问题，并讨论其可能的实现和现象。该机制适用于任何标准的通货膨胀部门，它不需要弱规模的通货膨胀或大量的e-folds，并且不会引入与永恒通货膨胀相关的模糊性。该理论的截止值可以和普朗克尺度一样大，无论是对于宇宙学常数还是对于希格斯扇区。再现观测到的暗物质遗迹密度，将两个新标量的耦合固定在标准模型上，为未来的轴子或第五种力的搜索提供了一个目标。根据标量与标准模型的特定相互作用，该机制要么在对撞机上产生丰富的现象学，要么为强CP问题提供了一个新的联合解决方案。我们强调什么样的预测是共同的最弱尺度的宇宙学选择的实现，并允许在不久的将来测试这个一般框架。
2022-02-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmological Relaxation from Dark Fermion Production
我们考虑了以费米子产生为主导摩擦力的电弱体系问题的宇宙学弛豫解。在我们的方法中，既没有超普朗克场偏移，也没有大量的电子折叠出现，并避免了热希格斯质量平方扫描。从弛豫源通过导数耦合产生的费米子是SM单线态，我们称之为暗费米子，它们可以作为keV尺度的暖暗物质候选者。
2020-02-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Paving the way for transitions --- a case for Weyl geometry
本文从三个方面论述了外尔几何推广黎曼几何和爱因斯坦引力对物理学实际问题的启示及其哲学思考。在介绍了该理论的基本原理之后，解释了外尔几何引力与乔丹-布朗-迪克理论的关系。然后，我们讨论引力和电弱部门的基本粒子物理之间的联系，因为它看起来从外尔几何的角度。外尔的一个首选标度规范的假设，设置外尔标量曲率为常数，从引力标量场和电弱场（希格斯场）的相互作用得到新的支持。这对宇宙学模型有着惊人的影响。特别是它导致一个静态（外尔几何）时空与“内置”宇宙学红移。这可能被用来把当前宇宙学模型的核心特征放到一个更广阔的视角中。
2015-07-27 gr-qc hep-th math-ph
A Naturally Minute Quantum Correction to the Cosmological Constant Descended from the Hierarchy
我们证明了一个非常小的，但积极的量子修正，或卡西米尔能量，宇宙学常数，可以产生从一个巨大的体费米子场的兰德尔-Sundrum模型。具体来说，一个宇宙学常数是普朗克-电弱体系的两倍，并且与观测到的暗能量尺度一样微小，可以自然地实现，而不需要对体费米子质量进行微调。为了保证系统的稳定性，我们讨论了两种稳定机制在此设置下。研究发现，Goldberger-Wise机制可以成功地引入一个巨大的体费米子的存在下，而不会破坏量子校正的小。
2011-01-02 astro-ph.CO hep-th
