स्पर्शोन्मुख रूप से सुरक्षित गुरुत्वाकर्षण के भौतिकी अनुप्रयोग

This article is about the applications of asymptotic safety. For a detailed introduction to asymptotic safety, see Asymptotic safety in quantum gravity.

क्वांटम गुरुत्व के लिए क्वांटम गुरुत्व दृष्टिकोण में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा, गुरुत्वाकर्षण और अंतरिक्ष समय ज्यामिति के एक सुसंगत और पूर्वानुमानित क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत को खोजने के लिए पुनर्सामान्यीकरण की एक गैर-परेशान धारणा प्रदान करती 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 यूवी निश्चित बिंदु तक पहुंचते हैं। यह भौतिक अवलोकनों में विचलन से बचने के लिए पर्याप्त है। इसके अलावा, इसमें भविष्य कहनेवाला शक्ति है: आम तौर पर 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 - क्वांटम गुरुत्व में 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 भौतिक ब्रह्मांड विज्ञान में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के निहितार्थ से संबंधित कुछ घटनात्मक अध्ययन हुए हैं।

स्पर्शोन्मुख सुरक्षा और मानक मॉडल के पैरामीटर

हिग्स बॉसन का द्रव्यमान

क्वांटम गुरुत्व में एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के साथ संयोजन में मानक मॉडल मनमाने ढंग से उच्च ऊर्जा तक मान्य हो सकता है। इस धारणा के आधार पर कि यह वास्तव में सही है, हिग्स बोसोन द्रव्यमान के बारे में एक बयान देना संभव है। पहला ठोस परिणाम 2010 में मिखाइल शापोशनिकोव और क्रिस्टोफ़ वेटेरिच द्वारा प्राप्त किया गया था। गुरुत्वाकर्षण प्रेरित विषम आयाम के संकेत पर निर्भर करता है $A_{\lambda }$ वहाँ दो संभावनाएँ हैं: के लिए $A_{\lambda }<0$ हिग्स मास $m_{\text{H}}$ खिड़की तक ही सीमित है $126\,{\text{GeV}}<m_{\text{H}}<174\,{\text{GeV}}$. यदि, दूसरी ओर, $A_{\lambda }>0$ जो पसंदीदा संभावना है, $m_{\text{H}}$ मूल्य अवश्य लेना चाहिए

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

केवल कुछ GeV की अनिश्चितता के साथ। इस भावना से विचार किया जा सकता है $m_{\text{H}}$ स्पर्शोन्मुख सुरक्षा की भविष्यवाणी. परिणाम आश्चर्यजनक रूप से एटलस प्रयोग और कॉम्पैक्ट म्यूऑन सोलेनॉइड सहयोग द्वारा 2013 में सीईआरएन में मापे गए नवीनतम प्रयोगात्मक डेटा के साथ अच्छा समझौता है, जहां का मूल्य $m_{\text{H}}=125.10\ \pm 0.14\,{\text{GeV}}$ निर्धारित किया गया है.

बारीक संरचना स्थिरांक

बारीक संरचना स्थिरांक के संचालन में गुरुत्वाकर्षण सुधार को ध्यान में रखकर $\alpha$ क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स के, हार्स्ट और रॉयटर इन्फ्रारेड (पुनर्सामान्यीकृत) मूल्य पर एसिम्प्टोटिक सुरक्षा के प्रभावों का अध्ययन करने में सक्षम थे। $\alpha$. उन्होंने एसिम्प्टोटिक सुरक्षा निर्माण के लिए उपयुक्त दो यूवी निश्चित बिंदु पाए, जिनमें से दोनों लैंडौ पोल प्रकार की विलक्षणता में आए बिना, एक अच्छी तरह से व्यवहार वाली यूवी सीमा का संकेत देते हैं। पहले वाले की विशेषता लुप्त होना है $\alpha$, और अवरक्त मूल्य $\alpha _{\text{IR}}$ एक निःशुल्क पैरामीटर है. हालाँकि, दूसरे मामले में, का निश्चित बिंदु मान $\alpha$ गैर-शून्य है, और इसका अवरक्त मान सिद्धांत की गणना योग्य भविष्यवाणी है।

एक हालिया अध्ययन में, क्रिस्टियनसेन और आइचोर्न दिखाया गया कि गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम उतार-चढ़ाव सामान्य रूप से गेज सिद्धांतों के लिए स्व-अंतर्क्रिया उत्पन्न करते हैं, जिन्हें संभावित पराबैंगनी पूर्णता की चर्चा में शामिल किया जाना है। गुरुत्वाकर्षण और गेज मापदंडों के आधार पर, वे निष्कर्ष निकालते हैं कि ठीक संरचना स्थिरांक है $\alpha$ असम्बद्ध 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 स्पर्शोन्मुख सुरक्षा

खगोल भौतिकी और भौतिक ब्रह्मांड विज्ञान के लिए भी स्पर्शोन्मुख सुरक्षा के घटनात्मक परिणामों की उम्मीद की जा सकती है। बोनानो और रॉयटर ने पुनर्सामान्यीकरण समूह के घटना क्षितिज संरचना में सुधारित ब्लैक होल की जांच की और हॉकिंग विकिरण और संबंधित थर्मोडायनामिकल एन्ट्रॉपी में क्वांटम गुरुत्व सुधार की गणना की। आइंस्टीन-हिल्बर्ट कार्रवाई के आरजी सुधार के माध्यम से, रॉयटर और वीयर ने आइंस्टीन समीकरणों का एक संशोधित संस्करण प्राप्त किया, जिसके परिणामस्वरूप एक संशोधित न्यूटोनियन डायनेमिक्स प्राप्त हुआ, जो प्रेक्षित फ्लैट आकाशगंगा रोटेशन वक्रों के लिए एक संभावित स्पष्टीकरण प्रदान करता है, बिना किसी अनुमान के। गहरे द्रव्य की उपस्थिति. ब्रह्माण्ड विज्ञान के लिए, बोनानो और रॉयटर ने तर्क दिया कि स्पर्शोन्मुख सुरक्षा बहुत प्रारंभिक ब्रह्मांड को संशोधित करती है, जिससे संभवतः मानक ब्रह्मांड विज्ञान की क्षितिज समस्या और समतलता समस्या का समाधान हो सकता है। इसके अलावा, एसिम्प्टोटिक सुरक्षा फुलाना की आवश्यकता के बिना मुद्रास्फीति (ब्रह्मांड विज्ञान) की संभावना प्रदान करती है (जबकि ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक द्वारा संचालित)। यह तर्क दिया गया था कि एसिम्प्टोटिक सुरक्षा में अंतर्निहित गैर-गाऊसी निश्चित बिंदु से संबंधित स्केल अपरिवर्तनीयता, संरचना निर्माण#बहुत प्रारंभिक ब्रह्मांड 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 स्पर्शोन्मुख सुरक्षा
• क्वांटम गुरुत्व
• यूवी निश्चित बिंदु