关于Randall-Sundrum模型中的层级、电荷普适性和四维有效理论

我们提出了Randall-Sundrum模型的一种变体表述，该表述同时解决了层级问题和电荷普适性问题。我们首先评述了Randall-Sundrum模型中层级解和四维有效相互作用的原理。我们注意到其在翘曲膜世界背景下对物质和引力的不对称处理，导致粒子标度未被校准；以及其对积分四维有效引力的非传统空间归属。当膜形成以使时空翘曲时，物质和无质量引力子都局域化；因此，对诱导的四维物理的一致描述必须在膜形成过程中同时追踪粒子和普朗克标度。我们在翘曲的Randall-Sundrum背景中进行了这种自洽追踪，将物质视为本质上具有额外维度，与引力同等对待，并具有统一的质能标度。我们发现这个明确且自洽的理论解决了两个主要问题：有效的四维理论显示出稳健的层级解，并保持了电荷普适性。我们统一的五维场论位于普朗克标度；它诱导出一个具有普适电荷、普朗克标度四维引力和TeV标度物质的积分四维有效场论。然而，这个有效场论描述的并非特定膜上的四维物理，而是由一个不可观测地小(12 M_{Pl}^{-1})的翘曲额外维度诱导的四维物理。这种统一方法验证了Randall-Sundrum层级解，同时例证了一个其维度约化保持电荷普适性的场论。