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¿Relación entre el problema de la jerarquía y higgs afinando?

A menudo escucho de el problema de la jerarquía ser utilizado sinónimo de Higgs ajuste fino (esp con respecto a las motivaciones para SUSY). ¿Cuál es exactamente la relación entre los dos problemas? Como yo lo entiendo, el cuadrática de las desviaciones de la partícula de Higgs, auto acoplamiento significa que usted necesita una gran cantidad de ajuste fino para obtener una baja masa del Higgs.

Sin embargo, el problema de la jerarquía es la siguiente: ¿por Qué es la escala electrodébil (donde W/Z física es importante, aproximadamente 1 TeV) mucho menos que la escala de Planck.

Así que, ¿por qué es esto, en efecto, el mismo problema que el de higgs ajuste fino?

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Nick Puntos 583

Es el mismo problema debido a la baja de la escala de los partidos en ambas definiciones, y el alto de la escala de los partidos en ambas definiciones, demasiado. Ambos problemas son los rompecabezas de por qué las dos escalas son tan diferentes.

En primer lugar, la baja escala. En el Higgs afinar, definir el bajo de la escala como la masa del Higgs. Pero la masa del Higgs no puede ser parameterically mayor que el Z-bosón o W-bosón de masa. Si fuera mucho mayor – suponga que en el Modelo Estándar – que el cuarto grado de acoplamiento de la partícula de Higgs tendría que ser mucho mayor que un número de orden uno y el de la serie perturbativa de la partícula de Higgs auto-acoplamiento se vendría abajo. De hecho, un poco más alto escala de la energía, debido a la ejecución, se corre en el Landau polo y el acoplamiento podría divergir.

Así como un orden de magnitud de la estimación, el Z-bosón de masa, el W-bosón de masa, y la (el más claro) bosón de Higgs (y vev) tiene que ser del mismo orden y la llamamos la escala electrodébil.

Ahora, el alto de la escala. En su definición del problema de la jerarquía, que acaba de definir como la escala de Planck. En la partícula de Higgs, el ajuste fino de problema, no se define el alto de la escala explícitamente pero se trata de la escala de los nuevos objetos o efectos cuya masa no afecta a la masa del Higgs a través de la cuadrática de la divergencia.

Así que cuando usted tiene algo así como una partícula de masa $\Lambda$, sus bucles conectado a la partícula de Higgs, de alguna manera cambiar el cuadrado de la masa del Higgs por los términos de la orden de $\Lambda^2$. Claramente, los efectos conectado con el más alto valor de $\Lambda$ son las más importantes, las que dominan el mercado. La escala de Planck, o ligeramente por debajo de la escala de Planck, es la energía más alta de la escala en la que la teoría del campo cuántico de algún tipo deben tener. Por eso es legítimo para sustituir a los efectos de esta escala a $\Lambda^2$ y se dice que contribuyen $m_{Pl}^2$ a el cuadrado de la masa del Higgs. Otros efectos contribuir así y la pregunta es por qué el total de la masa del Higgs es mucho menor que el cuadrado de la masa del Higgs es $10^{30}+$ veces menor que el cuadrado de la masa de Planck.

Uno no puede creer que cualquier teoría cuántica de campos a la energía de las escalas superior a la escala de Planck, ya que es donde la gravedad se hace fuerte y se necesita una completa teoría de la gravedad cuántica – probablemente sinónimo de cadena/M-teoría – que es estrictamente hablando no sólo de una teoría del campo cuántico y el ingenuo ", además de a $\Lambda^2$" y similares QFT la sabiduría no puede ser invocado.

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