स्पर्शोन्मुख रूप से सुरक्षित गुरुत्वाकर्षण के भौतिकी अनुप्रयोग: Difference between revisions
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[[क्वांटम गुरुत्व]] के लिए एसिम्प्टोटिक सुरक्षा | [[क्वांटम गुरुत्व]] के लिए '''एसिम्प्टोटिक (स्पर्शोन्मुख) सुरक्षा''' गुरुत्वाकर्षण संपर्क और [[ अंतरिक्ष समय |स्पेसटाइम]] ज्यामिति के सुसंगत और पूर्वानुमानित [[क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत]] को खोजने के लिए पुनर्सामान्यीकरण की एक स्थिर धारणा प्रदान करती है। यह संबंधित [[पुनर्सामान्यीकरण समूह]] (आरजी) प्रवाह के एक गैर-तुच्छ निश्चित बिंदु पर आधारित है, जैसे कि [[युग्मन स्थिरांक]] पराबैंगनी (यूवी) सीमा में इस निश्चित बिंदु तक जाते हैं। यह भौतिक विचलन से बचने के लिए स्पष्ट रूप से पर्याप्त है। इसके अतिरिक्त इसका पूर्वकथन सामान्यतः कुछ आरजी पैमाने पर दिए गए युग्मन स्थिरांक कि स्थिति मे प्रारंभिक विन्यास के बढ़ते पैमाने के लिए निश्चित बिंदु पर नहीं चलता है लेकिन परिवर्तन के एक उपसमूह में वांछित यूवी गुण हो सकते हैं। इस कारण से यह मानते हुए संभव है कि युग्मन स्थिरांक के एक विशेष समूह को एक अनुप्रयोग में मापा गया है। इस प्रकार एसिम्प्टोटिक सुरक्षा की आवश्यकताओ के सभी शेष युग्मन स्थिरांक को पराबैंगनी निश्चित बिंदु तक ले जाते हैं। | ||
यदि प्रकृति में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा | यदि प्रकृति में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा को सिद्ध किया जाता है तब उन सभी क्षेत्रों में एसिम्प्टोटिक दूरगामी परिणाम होंगे जहां गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम प्रभाव की संभावना है। हालाँकि इनकी खोज अभी भी प्रारंभिक अवस्था में है। उदाहरण के लिए अब तक [[कण भौतिकी]], [[खगोल भौतिकी]] और ब्रह्मांड विज्ञान में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के निहितार्थ से संबंधित कुछ घटनात्मक अध्ययन हुए हैं। | ||
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=== [[हिग्स बॉसन]] का द्रव्यमान === | === [[हिग्स बॉसन]] का द्रव्यमान === | ||
एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के साथ संयोजन में [[मानक मॉडल]] अपेक्षाकृत रूप से उच्च ऊर्जा तक मान्य हो सकता है। इस धारणा के आधार पर कि यह वास्तव में सही है। हिग्स बोसोन द्रव्यमान के विषय में एक कथन देना संभव है।<ref>{{Cite journal|last1=Callaway|first1=D.|last2=Petronzio|first2=R.|doi=10.1016/0550-3213(87)90657-2|title=Is the standard model Higgs mass predictable?|journal=[[Nuclear Physics B]]|volume=292|pages=497–526|year=1987|bibcode=1987NuPhB.292..497C|url=https://cds.cern.ch/record/172532/files/198611358.pdf}}</ref> जिसका परिणाम 2010 में [[मिखाइल शापोशनिकोव]] और [[क्रिस्टोफ़ वेटेरिच]] द्वारा प्राप्त किया गया था।<ref>{{cite journal|last=Shaposhnikov|first=Mikhail|author2=Wetterich, Christof|title=गुरुत्वाकर्षण और हिग्स बोसोन द्रव्यमान की स्पर्शोन्मुख सुरक्षा|journal=Physics Letters B|year=2010|volume=683|issue=2–3|pages=196–200|doi=10.1016/j.physletb.2009.12.022|arxiv=0912.0208|bibcode = 2010PhLB..683..196S |s2cid=13820581}}</ref> गुरुत्वाकर्षण प्रेरित अनियमित आयाम <math>A_\lambda</math> के संकेत के आधार पर सामान्यतः दो संभावनाएं हैं: जिसमे <math>A_\lambda<0</math>, <math>126\,\text{GeV} < m_\text{H} < 174\,\text{GeV}</math> तक सीमित है। यदि दूसरी ओर <math>A_\lambda>0</math> जो कि GeV की अनिश्चितता के साथ <math>m_\text{H}</math> की प्राथमिक संभावना है। | |||
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[[क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स]] | [[क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स|क्वांटम विद्युत् गतिकी]] को संरचना स्थिरांक <math>\alpha</math> के संचालन में गुरुत्वाकर्षण सुधार को ध्यान में रखते हुए, हार्स्ट और रॉयटर पुनर्सामान्यीकृत मान <math>\alpha</math> पर एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के प्रभावों का अध्ययन करने में सक्षम थे।<ref>{{cite journal|last=Harst|first=Ulrich|author2=Reuter, Martin|title=QED को QEG से जोड़ा गया|journal=Journal of High Energy Physics|year=2011|volume=2011|issue=5|pages=119|doi=10.1007/JHEP05(2011)119|arxiv=1101.6007|bibcode = 2011JHEP...05..119H |s2cid=118480959}}</ref> उन्होंने एसिम्प्टोटिक सुरक्षा निर्माण के लिए उपयुक्त दो निश्चित बिंदु प्राप्त किए है जिनमें से दोनों [[लैंडौ पोल]] प्रकार की विलक्षणता के अतिरिक्त एक प्रकार से पराबैंगनी विकिरण सीमा का संकेत देते हैं। जिसमे पहले वाले की विशेषता <math>\alpha</math> है और अवरक्त विकिरण मान <math>\alpha_\text{IR}</math> एक पैरामीटर है। हालाँकि दूसरी स्थिति में <math>\alpha</math> का निश्चित बिंदु मान गैर-शून्य है जिसमे इसके अवरक्त मान सिद्धांत की गणना का पूर्वानुमान किया गया है। | ||
हाल के एक अध्ययन में | हाल के एक अध्ययन में क्रिस्टियनसेन और आइचॉर्न ने दिखाया कि गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम प्रभाव सामान्य रूप से गेज सिद्धांतों के लिए पारस्परिक प्रभाव उत्पन्न करते हैं,<ref>{{cite journal|last=Christiansen|first=Nicolai|author2=Eichhorn, Astrid|title=यू(1) तुच्छता समस्या का एक लक्षणहीन रूप से सुरक्षित समाधान|journal=Physics Letters B|year=2017|volume=770|pages=154–160|doi=10.1016/j.physletb.2017.04.047|arxiv=1702.07724 |bibcode=2017PhLB..770..154C|s2cid=119483100}}</ref> जिन्हें संभावित पराबैंगनी विकिरण की चर्चा में सम्मिलित किया जाना है। गुरुत्वाकर्षण और गेज अवधारणा के आधार पर उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि संरचना स्थिरांक <math>\alpha</math> एसिम्प्टोटिक रूप से मुक्त हो सकता है और लैंडौ पोल में नहीं चल सकता है। जबकि गेज प्रभाव के लिए प्रेरित युग्मन स्थिरांक अप्रासंगिक है। इस प्रकार इसके मान का पूर्वानुमान किया जा सकता है। यह एक स्पष्ट उदाहरण है जहां एसिम्प्टोटिक सुरक्षा मानक मॉडल की समस्या को नए मापदंडों के अतिरिक्त हल किया जा सकता है। | ||
== खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान में | == खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा == | ||
खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के लिए भी | खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के लिए भी एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के घटनात्मक परिणामों की संभावना की जा सकती है। बोनानो और रॉयटर ने "पुनर्सामान्यीकरण समूह में सुधार" ब्लैक होल की क्षितिज संरचना का परीक्षण और हॉकिंग तापमान से संबंधित ऊष्मागतिक एन्ट्रॉपी में क्वांटम गुरुत्वाकर्षण सुधार की गणना की है।<ref>{{cite journal|last=Bonanno|first=Alfio|author2=Reuter, Martin|title=पुनर्सामान्यीकरण समूह ने ब्लैक होल स्पेसटाइम में सुधार किया|journal=Physical Review D|year=2000|volume=62|issue=4|pages=043008|doi=10.1103/PhysRevD.62.043008|arxiv=hep-th/0002196|bibcode = 2000PhRvD..62d3008B |s2cid=119434022}}</ref> आइंस्टीन-हिल्बर्ट सिद्धांत के आरजी सुधार के माध्यम से रॉयटर और वीयर ने आइंस्टीन समीकरणों का एक संशोधित प्रारूप प्राप्त किया है जिसके परिणामस्वरूप न्यूटोनियन सीमा में संशोधन हुआ है, जिससे देखे गए डार्क मैटर की उपस्थिति के अनुमान के अतिरिक्त फ्लैट गैलेक्सी घूर्णन वक्रों के लिए एक संभावित स्पष्टीकरण प्रदान किया गया है। | ||
जहां तक ब्रह्मांड विज्ञान का सवाल है | जहां तक ब्रह्मांड विज्ञान का सवाल है जिसमे बोनानो और रॉयटर ने तर्क दिया कि एसिम्प्टोटिक सुरक्षा बहुत प्रारंभिक ब्रह्मांड को संशोधित करती है जिससे संभवतः मानक ब्रह्मांड विज्ञान की क्षितिज और समतलता की समस्या का समाधान हो सकता है।<ref>{{cite journal|last=Bonanno|first=Alfio|author2=Reuter, Martin|title=क्वांटम गुरुत्व के लिए पुनर्सामान्यीकरण समूह से प्लैंक युग का ब्रह्मांड विज्ञान|journal=Physical Review D|year=2002|volume=65|issue=4|pages=043508|doi=10.1103/PhysRevD.65.043508|arxiv=hep-th/0106133|bibcode = 2002PhRvD..65d3508B |s2cid=8208776}}</ref><ref>{{cite journal|last=Reuter|first=Martin|author2=Weyer, Holger|title=न्यूटन स्थिरांक चलाना, गुरुत्वाकर्षण क्रियाओं में सुधार, और आकाशगंगा घूर्णन वक्र|journal=Physical Review D|year=2004|volume=70|issue=12|pages=124028|doi=10.1103/PhysRevD.70.124028|arxiv=hep-th/0410117|bibcode = 2004PhRvD..70l4028R |s2cid=17694817}}</ref> इसके अतिरिक्त एसिम्प्टोटिक सुरक्षा एक इन्फ्लैटन क्षेत्र की आवश्यकता के अतिरिक्त [[मुद्रास्फीति (ब्रह्मांड विज्ञान)|स्केल अपरिवर्तनीयता (ब्रह्मांड विज्ञान)]] की संभावना प्रदान करती है जबकि ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक द्वारा संचालित तर्क दिया गया था कि एसिम्प्टोटिक सुरक्षा में अंतर्निहित गैर-गॉसियन निश्चित बिंदु से संबंधित मौलिक क्षोभ घनत्व के निकट स्केल अपरिवर्तनीयता के लिए उत्तरदायी है। विभिन्न प्रकारों का उपयोग करते हुए, वेनबर्ग द्वारा एसिम्प्टोटिक रूप से सुरक्षित स्केल अपरिवर्तनीयता का विश्लेषण किया गया है।<ref>{{cite journal|last=Weinberg|first=Steven|title=असम्बद्ध रूप से सुरक्षित मुद्रास्फीति|journal=Physical Review D|year=2010|volume=81|issue=8|pages=083535|doi=10.1103/PhysRevD.81.083535|arxiv=0911.3165|bibcode = 2010PhRvD..81h3535W |s2cid=118389030}}</ref> | ||
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क्वांटम गुरुत्व के लिए एसिम्प्टोटिक (स्पर्शोन्मुख) सुरक्षा गुरुत्वाकर्षण संपर्क और स्पेसटाइम ज्यामिति के सुसंगत और पूर्वानुमानित क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत को खोजने के लिए पुनर्सामान्यीकरण की एक स्थिर धारणा प्रदान करती है। यह संबंधित पुनर्सामान्यीकरण समूह (आरजी) प्रवाह के एक गैर-तुच्छ निश्चित बिंदु पर आधारित है, जैसे कि युग्मन स्थिरांक पराबैंगनी (यूवी) सीमा में इस निश्चित बिंदु तक जाते हैं। यह भौतिक विचलन से बचने के लिए स्पष्ट रूप से पर्याप्त है। इसके अतिरिक्त इसका पूर्वकथन सामान्यतः कुछ आरजी पैमाने पर दिए गए युग्मन स्थिरांक कि स्थिति मे प्रारंभिक विन्यास के बढ़ते पैमाने के लिए निश्चित बिंदु पर नहीं चलता है लेकिन परिवर्तन के एक उपसमूह में वांछित यूवी गुण हो सकते हैं। इस कारण से यह मानते हुए संभव है कि युग्मन स्थिरांक के एक विशेष समूह को एक अनुप्रयोग में मापा गया है। इस प्रकार एसिम्प्टोटिक सुरक्षा की आवश्यकताओ के सभी शेष युग्मन स्थिरांक को पराबैंगनी निश्चित बिंदु तक ले जाते हैं।
यदि प्रकृति में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा को सिद्ध किया जाता है तब उन सभी क्षेत्रों में एसिम्प्टोटिक दूरगामी परिणाम होंगे जहां गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम प्रभाव की संभावना है। हालाँकि इनकी खोज अभी भी प्रारंभिक अवस्था में है। उदाहरण के लिए अब तक कण भौतिकी, खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के निहितार्थ से संबंधित कुछ घटनात्मक अध्ययन हुए हैं।
एसिम्प्टोटिक सुरक्षा और मानक मॉडल के पैरामीटर
हिग्स बॉसन का द्रव्यमान
एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के साथ संयोजन में मानक मॉडल अपेक्षाकृत रूप से उच्च ऊर्जा तक मान्य हो सकता है। इस धारणा के आधार पर कि यह वास्तव में सही है। हिग्स बोसोन द्रव्यमान के विषय में एक कथन देना संभव है।[1] जिसका परिणाम 2010 में मिखाइल शापोशनिकोव और क्रिस्टोफ़ वेटेरिच द्वारा प्राप्त किया गया था।[2] गुरुत्वाकर्षण प्रेरित अनियमित आयाम के संकेत के आधार पर सामान्यतः दो संभावनाएं हैं: जिसमे , तक सीमित है। यदि दूसरी ओर जो कि GeV की अनिश्चितता के साथ की प्राथमिक संभावना है।
जहाँ को एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के रूप मे पूर्वानुमानित करने के लिए विचार किया सकता है। सामान्यतः परिणाम एटलस और कॉम्पैक्ट म्यूऑन सोलेनॉइड के सहयोग द्वारा 2013 में सीईआरएन में मापे गए थे। नवीनतम प्रयोगात्मक आंकड़ों के साथ का मान निर्धारित किया गया था।[3]
संरचना स्थिरांक
क्वांटम विद्युत् गतिकी को संरचना स्थिरांक के संचालन में गुरुत्वाकर्षण सुधार को ध्यान में रखते हुए, हार्स्ट और रॉयटर पुनर्सामान्यीकृत मान पर एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के प्रभावों का अध्ययन करने में सक्षम थे।[4] उन्होंने एसिम्प्टोटिक सुरक्षा निर्माण के लिए उपयुक्त दो निश्चित बिंदु प्राप्त किए है जिनमें से दोनों लैंडौ पोल प्रकार की विलक्षणता के अतिरिक्त एक प्रकार से पराबैंगनी विकिरण सीमा का संकेत देते हैं। जिसमे पहले वाले की विशेषता है और अवरक्त विकिरण मान एक पैरामीटर है। हालाँकि दूसरी स्थिति में का निश्चित बिंदु मान गैर-शून्य है जिसमे इसके अवरक्त मान सिद्धांत की गणना का पूर्वानुमान किया गया है।
हाल के एक अध्ययन में क्रिस्टियनसेन और आइचॉर्न ने दिखाया कि गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम प्रभाव सामान्य रूप से गेज सिद्धांतों के लिए पारस्परिक प्रभाव उत्पन्न करते हैं,[5] जिन्हें संभावित पराबैंगनी विकिरण की चर्चा में सम्मिलित किया जाना है। गुरुत्वाकर्षण और गेज अवधारणा के आधार पर उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि संरचना स्थिरांक एसिम्प्टोटिक रूप से मुक्त हो सकता है और लैंडौ पोल में नहीं चल सकता है। जबकि गेज प्रभाव के लिए प्रेरित युग्मन स्थिरांक अप्रासंगिक है। इस प्रकार इसके मान का पूर्वानुमान किया जा सकता है। यह एक स्पष्ट उदाहरण है जहां एसिम्प्टोटिक सुरक्षा मानक मॉडल की समस्या को नए मापदंडों के अतिरिक्त हल किया जा सकता है।
खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा
खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के लिए भी एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के घटनात्मक परिणामों की संभावना की जा सकती है। बोनानो और रॉयटर ने "पुनर्सामान्यीकरण समूह में सुधार" ब्लैक होल की क्षितिज संरचना का परीक्षण और हॉकिंग तापमान से संबंधित ऊष्मागतिक एन्ट्रॉपी में क्वांटम गुरुत्वाकर्षण सुधार की गणना की है।[6] आइंस्टीन-हिल्बर्ट सिद्धांत के आरजी सुधार के माध्यम से रॉयटर और वीयर ने आइंस्टीन समीकरणों का एक संशोधित प्रारूप प्राप्त किया है जिसके परिणामस्वरूप न्यूटोनियन सीमा में संशोधन हुआ है, जिससे देखे गए डार्क मैटर की उपस्थिति के अनुमान के अतिरिक्त फ्लैट गैलेक्सी घूर्णन वक्रों के लिए एक संभावित स्पष्टीकरण प्रदान किया गया है।
जहां तक ब्रह्मांड विज्ञान का सवाल है जिसमे बोनानो और रॉयटर ने तर्क दिया कि एसिम्प्टोटिक सुरक्षा बहुत प्रारंभिक ब्रह्मांड को संशोधित करती है जिससे संभवतः मानक ब्रह्मांड विज्ञान की क्षितिज और समतलता की समस्या का समाधान हो सकता है।[7][8] इसके अतिरिक्त एसिम्प्टोटिक सुरक्षा एक इन्फ्लैटन क्षेत्र की आवश्यकता के अतिरिक्त स्केल अपरिवर्तनीयता (ब्रह्मांड विज्ञान) की संभावना प्रदान करती है जबकि ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक द्वारा संचालित तर्क दिया गया था कि एसिम्प्टोटिक सुरक्षा में अंतर्निहित गैर-गॉसियन निश्चित बिंदु से संबंधित मौलिक क्षोभ घनत्व के निकट स्केल अपरिवर्तनीयता के लिए उत्तरदायी है। विभिन्न प्रकारों का उपयोग करते हुए, वेनबर्ग द्वारा एसिम्प्टोटिक रूप से सुरक्षित स्केल अपरिवर्तनीयता का विश्लेषण किया गया है।[9]
यह भी देखें
- क्वांटम गुरुत्व में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा
- क्वांटम गुरुत्व
- यूवी निश्चित बिंदु
संदर्भ
- ↑ Callaway, D.; Petronzio, R. (1987). "Is the standard model Higgs mass predictable?" (PDF). Nuclear Physics B. 292: 497–526. Bibcode:1987NuPhB.292..497C. doi:10.1016/0550-3213(87)90657-2.
- ↑ Shaposhnikov, Mikhail; Wetterich, Christof (2010). "गुरुत्वाकर्षण और हिग्स बोसोन द्रव्यमान की स्पर्शोन्मुख सुरक्षा". Physics Letters B. 683 (2–3): 196–200. arXiv:0912.0208. Bibcode:2010PhLB..683..196S. doi:10.1016/j.physletb.2009.12.022. S2CID 13820581.
- ↑ P.A. Zyla et al. (Particle Data Group), Prog. Theor. Exp. Phys. 2020, 083C01 (2020), https://pdg.lbl.gov/2020/listings/rpp2020-list-higgs-boson.pdf
- ↑ Harst, Ulrich; Reuter, Martin (2011). "QED को QEG से जोड़ा गया". Journal of High Energy Physics. 2011 (5): 119. arXiv:1101.6007. Bibcode:2011JHEP...05..119H. doi:10.1007/JHEP05(2011)119. S2CID 118480959.
- ↑ Christiansen, Nicolai; Eichhorn, Astrid (2017). "यू(1) तुच्छता समस्या का एक लक्षणहीन रूप से सुरक्षित समाधान". Physics Letters B. 770: 154–160. arXiv:1702.07724. Bibcode:2017PhLB..770..154C. doi:10.1016/j.physletb.2017.04.047. S2CID 119483100.
- ↑ Bonanno, Alfio; Reuter, Martin (2000). "पुनर्सामान्यीकरण समूह ने ब्लैक होल स्पेसटाइम में सुधार किया". Physical Review D. 62 (4): 043008. arXiv:hep-th/0002196. Bibcode:2000PhRvD..62d3008B. doi:10.1103/PhysRevD.62.043008. S2CID 119434022.
- ↑ Bonanno, Alfio; Reuter, Martin (2002). "क्वांटम गुरुत्व के लिए पुनर्सामान्यीकरण समूह से प्लैंक युग का ब्रह्मांड विज्ञान". Physical Review D. 65 (4): 043508. arXiv:hep-th/0106133. Bibcode:2002PhRvD..65d3508B. doi:10.1103/PhysRevD.65.043508. S2CID 8208776.
- ↑ Reuter, Martin; Weyer, Holger (2004). "न्यूटन स्थिरांक चलाना, गुरुत्वाकर्षण क्रियाओं में सुधार, और आकाशगंगा घूर्णन वक्र". Physical Review D. 70 (12): 124028. arXiv:hep-th/0410117. Bibcode:2004PhRvD..70l4028R. doi:10.1103/PhysRevD.70.124028. S2CID 17694817.
- ↑ Weinberg, Steven (2010). "असम्बद्ध रूप से सुरक्षित मुद्रास्फीति". Physical Review D. 81 (8): 083535. arXiv:0911.3165. Bibcode:2010PhRvD..81h3535W. doi:10.1103/PhysRevD.81.083535. S2CID 118389030.
