我们的宇宙是从错误的Higgs真空隧穿出来的吗？

本文探讨了宇宙开端时标准模型（SM）Higgs场初始构型的各个方面及其影响。众所周知，SM Higgs场在大场值处具有更深、更稳定的极小值。虽然我们的宇宙可能始终处于电弱真空，但从初始条件的角度来看，这一情景是极度微调的。暴胀期间时空的指数膨胀可以缓解这种微调：有趣的是，这至少需要约 $\sim 40$ 次暴胀e折叠数，诱人地接近于从视界和平坦性考虑所预期的 $50-60$ 次e折叠数。因此，Higgs场可能为我们宇宙历史中漫长的暴胀期提供了原因。否则，最自然的初始状态对应于我们的宇宙初始化于更稳定但“错误”的Higgs真空中，随后在再加热过程中被动力学驱动至弱标度真空。这种动力学中一个迄今未被探索的重要方面是，当电弱真空在能量上变得有利时，两个真空之间的势垒依然存在，并随温度升高变得任意小，从而触发一阶相变。这一相变产生超高（兆赫兹至吉赫兹）频率的引力波（GWs），成为引力波实验中极具挑战性但独特的SM目标。在这种构型下，诸如暗物质产生和重子不对称性等各种超出标准模型现象的新途径也成为可能。