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希格斯暴胀与电弱规范扇区

高能物理 - 唯象学 2023-07-28 v2 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们引入一种新方法,使希格斯粒子能够作为暴胀子。即,我们令希格斯为整体余集对称 G/HG/H 的伪 Nambu-Goldstone(pNG)玻色子,该对称在能量标度 4πf\sim 4\pi f 处自发破缺,并赋予其合适的 SU(2)GSU(2) \subset G Chern-Simons 相互作用,其中 β\beta 为无量纲 Chern-Simons 耦合强度,ffSU(2)SU(2) 衰变常数。结果,慢滚暴胀通过 SU(2)SU(2) 诱导的摩擦沿陡峭的正弦势发生。为服从电弱 SU(2)L×U(1)YSU(2)_{\rm L}\times U(1)_Y 对称,最低阶 Chern-Simons 相互作用须为希格斯粒子的二次型,耦合强度 β2/f2\propto \beta^2/f^2。高阶相互作用项使完整拉格朗日量在近似 pNG 平移对称下近乎不变。采用最简对称余集 SU(5)/SO(5)SU(5)/SO(5)NN 个 e-折叠的暴胀发生于 N60(g/0.64)2[β/(3×106)]8/3[f/(5×1011 GeV)]2/3N \approx 60 \left(g/0.64\right)^2\left[\beta/\left(3\times 10^6\right)\right]^{8/3}\left[f/\left(5\times 10^{11}\ {\rm GeV}\right)\right]^{2/3},其中 gg 为弱同位旋规范耦合常数。解决希格斯层级问题所需的小衰变常数 f5×1011GeVf \lesssim 5 \times 10^{11} {\rm GeV} 被电偶极矩测量排除,因此成功解释暴胀需要大的 β\beta。我们讨论了实现如此大耦合的可能方法,以及标准修改引力框架之外的其他希格斯暴胀情景。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.04671,
  title  = {Higgs Inflation and the Electroweak Gauge Sector},
  author = {Stephon Alexander and Cyril Creque-Sarbinowski and Humberto Gilmer and Katherine Freese},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.04671},
  year   = {2023}
}

备注

11 pages, including appendices, 4 figures