स्पर्शोन्मुख रूप से सुरक्षित गुरुत्वाकर्षण के भौतिकी अनुप्रयोग

This article is about स्पर्शोन्मुख सुरक्षा के अनुप्रयोग. For स्पर्शोन्मुख सुरक्षा का विस्तृत परिचय, see क्वांटम गुरुत्व में स्पर्शोन्मुख सुरक्षा.

क्वांटम गुरुत्व के लिए एसिम्प्टोटिक (स्पर्शोन्मुख) सुरक्षा दृष्टिकोण गुरुत्वाकर्षण संपर्क और स्पेसटाइम ज्यामिति के सुसंगत और पूर्वानुमानित क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत को खोजने के लिए पुनर्सामान्यीकरण की एक गैर-परेशान धारणा प्रदान करता है। यह संबंधित पुनर्सामान्यीकरण समूह (आरजी) प्रवाह के एक गैर-तुच्छ निश्चित बिंदु पर आधारित है, जैसे कि चलने वाले युग्मन स्थिरांक पराबैंगनी (यूवी) सीमा में इस निश्चित बिंदु तक पहुंचते हैं। यह भौतिक अवलोकनों में विचलन से बचने के लिए पर्याप्त है। इसके अतिरिक्त, इसमें भविष्य कहनेवाला शक्ति है: सामान्यतः कुछ आरजी पैमाने पर दिए गए युग्मन स्थिरांक का एक मनमाना प्रारंभिक विन्यास बढ़ते पैमाने के लिए निश्चित बिंदु पर नहीं चलता है, लेकिन कॉन्फ़िगरेशन के एक सबसेट में वांछित यूवी गुण हो सकते हैं। इस कारण से यह संभव है कि - यह मानते हुए कि कपलिंग के एक विशेष सेट को एक प्रयोग में मापा गया है - एसिम्प्टोटिक सुरक्षा की आवश्यकता सभी शेष कपलिंग को इस तरह से ठीक करती है कि यूवी निश्चित बिंदु तक पहुंच जाए।

यदि प्रकृति में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा का एहसास होता है तो उन सभी क्षेत्रों में दूरगामी परिणाम होंगे जहां गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम प्रभाव की उम्मीद की जानी है। हालाँकि उनकी 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। जिसका परिणाम 2010 में मिखाइल शापोशनिकोव और क्रिस्टोफ़ वेटेरिच द्वारा प्राप्त किया गया था। गुरुत्वाकर्षण प्रेरित विषम आयाम $A_{\lambda }$ के संकेत के आधार पर सामान्यतः दो संभावनाएं हैं: जिसमे $A_{\lambda }<0$, $126\,{\text{GeV}}<m_{\text{H}}<174\,{\text{GeV}}$ तक सीमित है। यदि दूसरी ओर $A_{\lambda }>0$ जो कि GeV की अनिश्चितता के साथ $m_{\text{H}}$ की प्राथमिक संभावना है।

$m_{\text{H}}=126\,{\text{GeV}},$

जहाँ $m_{\text{H}}$ को एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के रूप मे पूर्वानुमानित करने के पर विचार किया सकता है। सामान्यतः परिणाम एटलस और कॉम्पैक्ट म्यूऑन सोलेनॉइड के सहयोग द्वारा 2013 में सीईआरएन में मापे गए थे। नवीनतम प्रयोगात्मक आंकड़ा के साथ $m_{\text{H}}$ का मान $m_{\text{H}}=125.10\ \pm 0.14\,{\text{GeV}}$ निर्धारित किया गया था।

संरचना स्थिरांक

क्वांटम विद्युत् गतिकी को संरचना स्थिर $\alpha$ के संचालन में गुरुत्वाकर्षण मे सुधार को ध्यान में रखते हुए, हार्स्ट और रॉयटर के पुनर्सामान्यीकृत मान $\alpha$ पर एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के प्रभावों का अध्ययन करने में सक्षम थे। उन्होंने एसिम्प्टोटिक सुरक्षा निर्माण के लिए उपयुक्त दो निश्चित बिंदु प्राप्त किए, 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 $\alpha$ है और अवरक्त मान $\alpha _{\text{IR}}$ एक पैरामीटर है। हालाँकि दूसरी स्थिति में $\alpha$ का निश्चित बिंदु मान गैर-शून्य है और इसका अवरक्त मान सिद्धांत की गणना योग्य भविष्यवाणी है।

हाल के एक अध्ययन में, क्रिस्टियनसेन और आइचॉर्न ने दिखाया कि गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम उतार-चढ़ाव सामान्य रूप से गेज सिद्धांतों के लिए आत्म-अंतर्क्रिया उत्पन्न करते हैं, जिन्हें संभावित पराबैंगनी पूर्णता की चर्चा में शामिल किया जाना है। गुरुत्वाकर्षण और गेज मापदंडों के आधार पर, उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि ठीक संरचना स्थिरांक अल्फा एसिम्प्टोटिक रूप से मुक्त हो सकता है और लैंडौ पोल में नहीं चल सकता है, जबकि गेज स्व-इंटरैक्शन के लिए प्रेरित युग्मन अप्रासंगिक है और इस प्रकार इसके मूल्य की भविष्यवाणी की जा सकती है। यह एक स्पष्ट उदाहरण है जहां एसिम्प्टोटिक सुरक्षा मानक मॉडल की समस्या को हल करती है - यू (1) सेक्टर की तुच्छता - नए मुक्त मापदंडों को पेश किए बिना।

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। 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 फ्लैट गैलेक्सी रोटेशन वक्रों के लिए एक संभावित स्पष्टीकरण प्रदान किया गया है।

डार्क मैटर की उपस्थिति का अनुमान लगाएं। 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। इसके अतिरिक्त एसिम्प्टोटिक सुरक्षा एक इन्फ्लैटन क्षेत्र की आवश्यकता के अतिरिक्त मुद्रास्फीति (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 स्केल इनवेरिएंस प्राइमर्डियल घनत्व गड़बड़ी के निकट स्केल इनवेरिएंस के लिए जिम्मेदार है। विभिन्न तरीकों का उपयोग करते हुए, वेनबर्ग द्वारा लक्षणहीन रूप से सुरक्षित मुद्रास्फीति का आगे विश्लेषण किया गया।

यह भी देखें

• क्वांटम गुरुत्व में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा
• क्वांटम गुरुत्व
• यूवी निश्चित बिंदु