从弱引力猜想约束中微子质量、宇宙学常数与 BSM 物理

已知存在通过将标准模型紧化到 2 维或 3 维得到的 AdS 真空。此类真空的存在性通过 Casimir 效应取决于中微子质量的值。利用弱引力猜想，Ooguri 和 Vafa 近期论证了此类真空与标准模型嵌入一个一致的量子引力理论是不相容的。我们研究了从不存在此类危险的 3 维和 2 维标准模型 AdS 真空中，对宇宙学常数 $\Lambda_4$ 和中微子质量所获得的限制。一个有趣的推论是，$\Lambda_4$ 被限制为大于 $m_\nu^4$ 量级的标度，这与实验观测一致。有趣的是，这是第一个仅基于粒子物理学、无任何宇宙学输入而暗示非零 $\Lambda_4$ 的论证。反过来，观测到的 $\Lambda_4$ 对标准模型以及一些包含额外 Weyl 或 Dirac 旋量、引力微子和轴子的 BSM 扩展中的中微子质量给出了强约束。所获得的中微子质量上限意味着（在固定的中微子 Yukawa 和 $\Lambda_4$ 下）电弱标度存在上限。在具有与关联到大标度 $M\simeq 10^{10-14}$ GeV 的 see-saw 机制的大质量 Majorana 中微子的情况下，且 $Y_{\nu_1}\simeq 10^{-3}$ 时，可得到电弱标度不能超过 $M_{EW}\lesssim 10^2-10^4$ GeV。从这个观点来看，为获得小电弱标度所需的精细微调将是一种假象，因为产生更高电弱标度的参数将处于沼泽地中，不能算作可能的一致理论。这将为电弱层级问题带来新的视角。