有限温度量子场论：从理论基础到电弱相变

在大爆炸后的短暂时刻，宇宙处于极其炎热稠密的状态，粒子相互作用发生在热力学介质中而非真空环境。在这种条件下，标准的量子场论（QFT）框架需要进行有限温度扩展，其中 propagators 及其基本理论结构被修改以反映热力学背景效应。这些热力学修正对于理解电弱对称性破缺（EWSB）作为高温相变的本质至关重要，可能导致当宇宙冷却时哈密顿场的真空结构呈现显著差异。有限温度修正自然地调节 propagators 中的超声向发散，暗示了一条通向 ultra-violet complete 的可能路径。然而，这些相同的热力学效应也会恶化红外路径性，尤其在分析 metastable 或多真空配置时，可能导致有效势能出现虚部。额外的理论挑战，如 gauge 依赖性和 renormalization scale 模糊性，进一步掩盖了即使在标准模型（SM）的最小扩展中也对电弱相变进行精确表征的可能性。本综述呈现了有限温度 QFT 的理论基础，重点阐述不同场种对热效应的响应，指出 bosonic 扇区是关键理论细微差别的主要来源。我们特别关注标量扩展的 SM，这为实现 first order 电弱相变、电弱 baryogenesis 以及容纳暗物质候选者提供了令人信服的框架，具体取决于 underlying Z₂ 对称性结构。