Higgs cosmology

Bu çalışmada, Higgs alanı ile kozmik ölçek faktörü arasında temel bir bağ bulunduğu hipotezinden yola çıkılarak, Jordan–Brans–Dicke (JBD) kuramı özel bir potansiyel terimi ile genişletilmekte ve yerçekiminin skaler modu ile kendiliğinden simetri kırınımı birleştirilerek özgün bir kozmolojik model geliştirilmektedir. Yerçekiminin skaler modu metrik tensörün konformal bir çarpanı olarak ele alınmakta ve bu yaklaşım, Minkowski uzayında Higgs mekanizmasını andıran indirgenmiş bir eylem elde edilmesine olanak tanımaktadır; bu eylem hem kütleli bir skaler uyarımı hem de genişleyen bir uzay-zaman arka planını birlikte tanımlar. Bu çerçevede, JBD skaler alanı ile kozmik ölçek faktörünün dinamiklerini yansıtacak biçimde yeniden yorumlanan Higgs alanını içeren bağlantılı bir Lagrange yoğunluğu türetilmiştir. İndirgenmiş JBD eylemine, kinetik kısmı doğrusal olmayan sigma modeli biçiminde olan bir alan uzayı koordinat dönüşümü uygulandığında, iki skaler alan birbirinden ayrışmakta ve bu sayede Higgs-benzeri bir mekanizma kendiliğinden ortaya çıkmaktadır. Bu yeniden formülasyon, kendiliğinden simetri kırınımını doğal olarak üretmekte; zamanla değişen bir vakum beklenti değeri (VEV) ve bu değerin çevresindeki kuantize salınımlar olarak yorumlanan Higgs bozonlarının ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Standart Model'in Einstein–JBD Lagrangyenine gömülmesiyle, Higgs alanının zamana bağlılığı, etkili kütleçekim sabiti G_eff'i etkilemekte ve çift aşamalı bir Büyük Patlama senaryosuna yol açmaktadır: İlk aşama, uzaysal hacmin sıfıra ve G_eff = 0'a indirgenmesiyle tanımlanır; burada dinamikler JBD kuramındaki itici, negatif kütleçekim fazı tarafından yönlendirilir. İkinci aşamada ise G_eff negatif sonsuzluktan pozitif değerlere geçiş yapar. İç simetrileri incelemek amacıyla, SO(3) simetrisine sahip üçlü bir Higgs alanı tanıtılmakta ve bu simetriyle ilişkili korunmuş niceliğin hem kendiliğinden simetri kırınımına hem de Higgs kütlesinin oluşumuna neden olduğu gösterilmektedir.