Higgs 暴胀与宇宙学常数

Higgs 粒子不仅赋予了所有标准模型 (SM) 粒子质量，鉴于其特殊的质量值，它也是暴胀子的自然候选者，事实上通过提供仍占主导能量密度的必要暗能量而支配着早期宇宙的演化。SM 跑动耦合不仅允许我们将 SM 物理外推至 Planck 尺度，同样重要的是它们触发了 Higgs 机制。这之所以可能，是因为 Higgs 势中的裸质量项在约 $mu_0 = 1.4\times10^{16}$ GeV 处改变符号，并在对称相中被 Planck 质量的二次项增强。如此巨大的 Higgs 质量项能够在早期宇宙触发暴胀中发挥关键作用。在本文中，我们通过详细推导 Higgs 暴胀情景扩展了先前的研究。我们展示了贡献于 Higgs 拉格朗日量的不同项如何影响暴胀。鉴于 SM 及其向尺度 $mu>mu_0$ 的外推，我们发现了一个可计算的宇宙学常数 $V(0)$，它具有微弱的尺度依赖性，并且在暴胀期间实际上保持较大。这与依赖于 Higgs 涨落场的 $\Delta V(\phi)$ 不同，后者在暴胀期间呈指数衰减，实际上无法提供足够的暴胀。涨落场具有不同的有效质量，将裸 Higgs 转变点移至较低值 $mu'_0 = 7.7\times10^{14}$ GeV。正比于 $M_{Pl}^4$ 的真空能 $V(0)$ 拥有一个在 Higgs 转变点附近趋于零的系数，使得裸宇宙学常数与重正化宇宙学常数在该点匹配。文中强调了 Higgs 在再加热和重子生成中的作用。