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直面德西特时空中的红外发散:圈图、对数与随机形式论

高能物理 - 理论 2025-09-09 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

四维德西特时空中量子场论的一个公认结果是,无质量标量场的真空态破坏了德西特等距群,导致在暴胀坐标下计算的关联函数出现时间依赖的(长期)增长。人们普遍认为,这种行为会扩展到涉及具有弱非导数相互作用的轻标量场的更一般理论。在这种情况下,长期增长被认为会被圈图修正进一步放大,而随机形式论常被视为重求和这些红外效应的合适框架。在本文中,我们挑战了这一普遍观点。必须在两种情形之间做出关键区分:一种是由平移对称性保护的无质量标量场,另一种是没有这种对称性的轻标量场。在前者中,平移对称性强制了导数相互作用,产生了长期增长不起物理作用的可观测量。在后者中,尽管关联函数在无质量极限下会出现红外发散,但它们仍然完全在德西特等距群下保持不变。我们分析了由圈积分产生的这些发散的结构,并表明,在软动量极限下,它们不会改变树图级关联函数的时间依赖性。事实上,使用基于威尔逊积分公理的德西特不变重整化方案,这些发散可以逐阶系统地消除。因此,我们得出结论,德西特时空中的无质量标量场和轻标量场都不表现出真正的长期增长。我们进一步讨论了这些发现对暴胀随机方法有效性和适用范围的影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.21310,
  title  = {Confronting infrared divergences in de Sitter: loops, logarithms and the stochastic formalism},
  author = {Gonzalo A. Palma and Spyros Sypsas and Danilo Tapia},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.21310},
  year   = {2025}
}

备注

30 pp + refs, 2 figures; v2: Added refs and a few clarifications