引力与物质场的渐近安全

渐近安全范式假定，引力与物质的量子理论之对称性在极高能下增强为量子标度对称性，即存在量子涨落时的标度对称性。要实现此种对称性增强，量子涨落的影响必须相互平衡。可以预期，这种平衡只能在一类具有有限场内容与相互作用结构的理论中实现。在本章中，我们综述关于这些限制已知的程度。从量子标度不变能区出发，理论过渡到一个具有不同物理标度的理论——最重要的是各类基本粒子的质量——在低能下。在那里，量子标度不变性可在理论的各种相互作用与质量标度之间的关系中留下印记。这些关系可与实验数据比较，这有两重可能含义：第一，若关系与数据不符，则表述于普朗克标度及超越该标度的底层量子引力与物质理论，已被远低普朗克标度的实验数据排除。第二，若关系与数据相符，渐近安全范式给出了标准模型自由参数的第一性原理推导。最重要的是，这可能包含 Higgs 质量与电弱标度之比以及精细结构常数之值。类似地，超越标准模型的理论可能比其不含引力的有效场论版本具有更少的自由参数。这或可解释中微子质量之微小，并对暗物质的性质与相互作用作出预言。