暗能量的QCD本质

观测到的暗能量的起源可以完全在标准模型内得到解释，无需引入新场。我们展示了手征QCD拉格朗日量的低能区，一旦嵌入非平凡时空，如何产生一个宇宙学真空能量密度，该密度可以完全用QCD参数和哈勃常数$H$表示为$\rho_\Lambda \simeq H \cdot m_q\la\bar{q}q\ra /m_{\eta'} \sim (4.3\cdot 10^{-3} \text{eV})^4$。在这项工作中，我们聚焦于上述拉格朗日量中不可或缺的鬼场动力学。特别地，我们认为，如果宇宙在膨胀，通常闵可夫斯基QFT中非物理的Veneziano鬼场会变成一个物理自由度。其直接后果是，所有相关效应自然都非常小，因为它们与膨胀速率$H/ \Lqcd \sim 10^{-41}$成正比。这两个截然不同的尺度（$\Lqcd \sim 100$ MeV 和 $H \sim 10^{-33}$ eV）的共存，是保持理论幺正性所必需的物理希尔伯特空间辅助条件的直接结果。当系统升级到膨胀背景时，由于该辅助条件而在闵可夫斯基空间中发生的精确抵消被轻微破坏。然而，这种“微小”效应实际上是今天加速宇宙的驱动力。我们还推导了暗能量成分随时间变化的状态方程$w(t)$，它追踪了FLRW宇宙中Veneziano鬼场的动力学。最后，我们评论了在Witten处理U(1)问题的方法中，即使系统中不存在鬼自由度，如何也能恢复相同的物理现象。