层级问题与宇宙学常数问题重探——关于粒子物理标准模型的新视角

我们论证处于Higgs相的标准模型(SM)并不存在“层级问题”，并且类似地，若我们将SM理解为从普朗克尺度截断介质中涌现的低能有效理论，则“宇宙学常数问题”自行解决。我们实际严肃对待Veltman的“红外-紫外连接”，处理二次发散问题以及SM在裸理论与重整化理论关系中所预言的、通常被称为“层级问题”并被认为必须被修正的巨大辐射修正。我们在稳定Higgs真空条件下讨论这些问题，该条件允许将SM延伸至普朗克截断。裸Higgs玻色子质量在普朗克尺度以下变号，使得早期宇宙中的SM处于对称相。被截断增强的Higgs质量项以及四次增强的宇宙学常数项提供了巨大的正暗能量，触发早期宇宙的暴胀。再加热通过四个不稳定重Higgs粒子的衰变实现，主要衰变为顶-反顶夸克对，在此阶段它们仍无质量。在SM暴胀中预加热被抑制，因为在对称相中玻色衰变通道在树层级不存在。裸与重整化Higgs质量之间偏移的系数，以及裸与重整化真空能密度之间偏移的系数，分别在约$7.7 \times 10^{14}$ GeV和$3.1 \times 10^{15}$ GeV处呈现邻近零点。Higgs质量抵消项的零点触发了从低能Higgs相到跃迁点以上对称相的电弱相变。该图景强烈支持将SM及其主要性质理解为在长程距离上涌现的自然结构。