Model standardowy i stabilność próżni

Podobne dokumenty
Vacuum decay rate in the standard model and beyond

Symmetry and Geometry of Generalized Higgs Sectors

M W M Z correlation. πα 1 M G F 2 = 2M 2 W 2 W

Relaxation of the Cosmological Constant

Gravi&no dark ma-er with constraints from Higgs mass and sneutrino decays

Aerodynamics I Compressible flow past an airfoil

Few-fermion thermometry

OpenPoland.net API Documentation

Modern methods of statistical physics

harmonic functions and the chromatic polynomial

Particles-Astrophysics-Cosmology Theory

Eksperymenty reaktorowe drugiej generacji wyznaczenie ϑ 13

Rachunek lambda, zima

Prices and Volumes on the Stock Market

Strangeness in nuclei and neutron stars: many-body forces and the hyperon puzzle

Helena Boguta, klasa 8W, rok szkolny 2018/2019

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture11. Random Projections & Canonical Correlation Analysis

A sufficient condition of regularity for axially symmetric solutions to the Navier-Stokes equations

Marcin Słodkowski Pracownia Reakcji Ciężkich Jonów Zakład Fizyki Jądrowej Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej

TTIC 31210: Advanced Natural Language Processing. Kevin Gimpel Spring Lecture 9: Inference in Structured Prediction

THE RATE OF GW CAPTURE OF STELLAR-MASS BHS IN NUCLEAR STAR CLUSTERS. Alexander Rasskazov & Bence Kocsis Eotvos University

General Certificate of Education Ordinary Level ADDITIONAL MATHEMATICS 4037/12

THERMODYNAMICS OF OXYGEN IN DILUTE LIQUID SILVER-TELLURIUM ALLOYS

Stability of Tikhonov Regularization Class 07, March 2003 Alex Rakhlin

Convolution semigroups with linear Jacobi parameters

New method for the conformal bootstrap with OPE truncations

Inverse problems - Introduction - Probabilistic approach

Arrays -II. Arrays. Outline ECE Cal Poly Pomona Electrical & Computer Engineering. Introduction

Gradient Coding using the Stochastic Block Model

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

Rozpoznawanie twarzy metodą PCA Michał Bereta 1. Testowanie statystycznej istotności różnic między jakością klasyfikatorów

Instrukcja obsługi User s manual

The impact of the global gravity field models on the orbit determination of LAGEOS satellites

Strings on Celestial Sphere. Stephan Stieberger, MPP München

Perydynina-chlorofil-białko. Optyka nanostruktur. Perydynina-chlorofil-białko. Rekonstytucja Chl a. Sebastian Maćkowski.

deep learning for NLP (5 lectures)

Pro-tumoral immune cell alterations in wild type and Shbdeficient mice in response to 4T1 breast carcinomas

USB firmware changing guide. Zmiana oprogramowania za przy użyciu połączenia USB. Changelog / Lista Zmian

Masywne neutrina w teorii i praktyce

Weronika Mysliwiec, klasa 8W, rok szkolny 2018/2019

II wariant dwie skale ocen II alternative two grading scales

1d 18. 4a 4b 5 3d*** 4e*** 3b. 5a 5d. 5b 4c 8b 8g 3a. 8c ** 8n 9b 9e** 9a. 9p 9q* 9m 9o 9k 9d 9h 9 9j. 18a. 9r 9f. 1f 11b. 11c ** 1i* 11 11a 2b 10n

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

Mikroskopia polowa. Efekt tunelowy Historia odkryć Uwagi o tunelowaniu Zastosowane rozwiązania. Bolesław AUGUSTYNIAK

Fig 5 Spectrograms of the original signal (top) extracted shaft-related GAD components (middle) and

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

POLITECHNIKA ŚLĄSKA INSTYTUT AUTOMATYKI ZAKŁAD SYSTEMÓW POMIAROWYCH

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

TYRE PYROLYSIS. REDUXCO GENERAL DISTRIBUTOR :: ::

model isinga 2d ab 10 grudnia 2016

Wprowadzenie do programu RapidMiner, część 2 Michał Bereta 1. Wykorzystanie wykresu ROC do porównania modeli klasyfikatorów

Wyk lad 8: Leniwe metody klasyfikacji

Modelowanie numeryczne w fizyce atmosfery Ćwiczenia 3

The end of inflation. Peter Adshead University of Illinois at Urbana-Champaign

q fermions or bosons drawn from static random distribution

H γ0 - the standard enthalpy of g phase. H β γ - the transition enthalpy of b to g

Dualities and 5-brane webs for 5d rank 2 SCFTs

Previously on CSCI 4622

MAGNESY KATALOG d e s i g n p r o d u c e d e l i v e r

g]bbvd`cyw>[ealyb^vwvvzo]^vwp`[[ab]cfwxyzy[v\]^]bvwvazovf

HOW MASSIVE ARE PROTOPLANETARY/ PLANET HOSTING/PLANET FORMING DISCS?

New Roads to Cryptopia. Amit Sahai. An NSF Frontier Center

Compressing the information contained in the different indexes is crucial for performance when implementing an IR system

DELEGACJA SŁUŻB ATS DELEGATION OF ATS

Strona główna > Produkty > Systemy regulacji > System regulacji EASYLAB - LABCONTROL > Program konfiguracyjny > Typ EasyConnect.

Zarządzanie sieciami telekomunikacyjnymi

Knovel Math: Jakość produktu

Hard-Margin Support Vector Machines

2017 R. Robert Gajewski: Mathcad Prime 4. Solution of examples Rozwiązania przykładów

Plan. Kropki kwantowe - część III spektroskopia pojedynczych kropek kwantowych. Kropki samorosnące. Kropki fluktuacje szerokości

Lecture 18 Review for Exam 1

ITIL 4 Certification

ERASMUS + : Trail of extinct and active volcanoes, earthquakes through Europe. SURVEY TO STUDENTS.

Technika regulacji automatycznej

Projekt silnika bezszczotkowego prądu przemiennego. 1. Wstęp. 1.1 Dane wejściowe. 1.2 Obliczenia pomocnicze

Pomoc do programu konfiguracyjnego RFID-CS27-Reader User Guide of setup software RFID-CS27-Reader

Raport bieżący: 44/2018 Data: g. 21:03 Skrócona nazwa emitenta: SERINUS ENERGY plc

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture 11. Spectral Embedding + Clustering


Extraclass. Football Men. Season 2009/10 - Autumn round

Proposal of thesis topic for mgr in. (MSE) programme in Telecommunications and Computer Science

Stany związane. Andrzej Baran 18 stycznia 2017 UMCS

Strategie ewolucyjne. Gnypowicz Damian Staniszczak Łukasz Woźniak Marek

Poszukiwany: bozon Higgsa

y = The Chain Rule Show all work. No calculator unless otherwise stated. If asked to Explain your answer, write in complete sentences.

EGARA Adam Małyszko FORS. POLAND - KRAKÓW r

AIP VFR POLAND AIRAC effective date GRANICE PIONOWE I KLASA PRZESTRZENI VERTICAL LIMITS AND AIRSPACE CLASSIFICATION.

tum.de/fall2018/ in2357

Fizyka do przodu: AFP, ALFA Janusz Chwastowski

Metody inwersji Bayesowskiej -L7- IGF PAN, 21.IV.2005

Badanie symetrii dyskretnych T oraz CPT w eksperymentach KLOE-2 oraz J-PET

Pierwsza obserwacja kompletu regul wyboru przejść gamma W pasmach chiralnych 126 Cs

Camspot 4.4 Camspot 4.5

Zastosowania metod analitycznej złożoności obliczeniowej do przetwarzania sygnałów cyfrowych oraz w metodach numerycznych teorii aproksymacji

Electromagnetism Q =) E I =) B E B. ! Q! I B t =) E E t =) B. 05/06/2018 Physics 0

ANKIETA ŚWIAT BAJEK MOJEGO DZIECKA

ARNOLD. EDUKACJA KULTURYSTY (POLSKA WERSJA JEZYKOWA) BY DOUGLAS KENT HALL

Zmiany techniczne wprowadzone w wersji Comarch ERP Altum

Efektywne symulacje mikromagnetyczne układów magnonicznych przy wykorzystaniu GPGPU.

Transkrypt:

Model standardowy i stabilność próżni Marek Lewicki Instytut Fizyki teoretycznej, Wydzia l Fizyki, Uniwersytet Warszawski Sympozjum Doktoranckie Warszawa-Fizyka-Kraków, 4 Marca 2016, Kraków Na podstawie: Z. Lalak, ML and P. Olszewski, arxiv:1402.3826 Z. Lalak, ML and P. Olszewski, arxiv:1505.05505. Z. Lalak, ML and P. Olszewski, arxiv:1510.02797. ML, T. Rindler-Daller and J. D. Wells, arxiv:1601.01681.

Standard Model

Scalar Potential Classically V tree SM = m2 2 φ2 + λ 4 φ4 Quantum corrections V 1 loop SM + i = m2 2 φ2 + λ 4 φ4 [ ( ) ] n i M 2 64π 2 M4 i ln i C µ 2 i

V 1 loop SM = i [ ( ) ] n i M 2 64π 2 M4 i ln i C µ 2 i For large field values m 2 << φ 2 M i φ Expansion under control if µ = φ V SM (φ) λ eff (φ) φ 4 4

Tunneling Vacuum decay proceeds through nucleation of true vacuum bubbles within false vacuum. S. R. Coleman, Phys. Rev. D 15 (1977) 2929. C. G. Callan, Jr. and S. R. Coleman, Phys. Rev. D 16 (1977) 1762. Bubble:O(4) symmetric solution of euclidean EOM: φ + 3 s φ = V (φ) φ, s = t 2 + x 2. with φ(s = 0) = 0 at the true vacuum φ(s = ) = φ min at the false vacuum expected lifetime of the vacuum τ τ = Ae S E T U

Standard Model Anlytical solution for quartic potential (with λ = const < 0): V (φ) = λ 4 φ4 = S E = 8π2 3 λ K. M. Lee and E. J. Weinberg, Nucl. Phys. B 267 (1986) 181. Approximating SM with a constant λ: τ T U = 1 φ 4 (λ min )T 4 U e 8π2 3 λ min 10 596, we obtain a lower bound for φ that minimizes λ eff (φ).

Effective potential with nonrenormalisable interactions Nonrenormalisable couplings modify the potential around the Planck scale: V λ eff (φ) φ 4 + λ6 4 6! φ 6 + λ8 Mp 2 8! φ 8, Mp 4 Figure: Log 10 ( τ T u )

SM phase diagram SM (λ 6 = λ 8 = 0) 180 178 176 λ 6 (M p) = 1/2, λ 8 (M p) = 1 180 178 176 M t 174 M t 174 172 172 170 170 168 120 122 124 126 128 130 132 168 120 122 124 126 128 130 132 M h M t λ 6 (M p) = 1, λ 8 (M p) = 1/2 180 178 176 174 172 170 168 120 122 124 126 128 130 132 M h M h

Magnitude of the suppression scale Approximate lifetime: τ 1 = T U µ 4 (λ min )TU 4 e 8π2 3 λ min. Positive λ 6 and λ 8 stabilizing the potential Figure: Scale dependence of λ eff 4 = V with λ φ 4 6 = λ 8 = 1 for different values of suppression scale M. The lifetimes corresponding to suppression scales M = 10 8, 10 12, 10 16 are, respectively, log 10 ( τ T U ) =, 1302, 581 while for the Standard Model log 10 ( τ T U ) = 540.

Magnitude of the suppression scale Positive λ 8 and negative λ 6 New Minimum Figure: Scale dependence of λ eff 4 = V φ with λ 4 6 = 1 and λ 8 = 1 for different values of suppression scale M. The lifetimes corresponding to suppression scales M = 10 8, 10 12, 10 16, are, respectively, log 10 ( τ T U ) = 45, 90, 110 while for the Standard Model log 10 ( τ T U ) = 540.

Conclusions We can constrain BSM theroies by requiring at least metastability of the electroweak vacuum. SM vacuum can be stabilized by new physics interactions only if they appear at low enough energy scale 10 10 10 11 GeV SM vacuum lifetime can be dramatically shortened by new physics at any scale

Baryogenesis Generating Baryon asymmetry requires Baryon number violation SU(2) sphalerons present in SM C and CP violation present in SM quark sector (needs enhancement... not a part of this talk though) Departure from thermal equilibrium I order phase transition BSM needed 150 000 100 000 SM with M h =125 GeV T=158.582>Tc T=157.793=Tc T=157.477<Tc T=157.004<Tc SM with H 6 /(750 GeV) 2 operator 3 10 6 2 10 6 T=129.01>Tc T=125.253=Tc T=124.626<Tc T=124.<Tc V [GeV] 4 50 000 0 V [GeV] 4 1 10 6 0-50 000-1 10 6-100 000 0 20 40 60 80 0 50 100 150 200 ϕ [GeV] ϕ [GeV]

Tunneling Decay probability dp of a volume d 3 x dp = dtd 3 x S 2 E 4π 2 det [ 2 + V (φ)] det[ 2 + V (φ 0 )] 1/2 Action of the bounce solution ( ) 1 S E = 2π 2 dss 3 2 φ 2 (s) + V (φ(s)). e S E. Simplifying: prefactor replaced with width of the barrier φ 4 (s = 0) volume of the universe approximated by T 3 U = (1010 yr) 3 Expected lifetime of the false vacuum (p(τ) = 1): τ = 1 T U φ 4 0 T U 4 e S E

Gauge Dependence tree-level potential with one-loop RGEs V λ(µ)zh 2 h 4 }{{} 4, Z 2 1 h = e Γ, Γ(µ) = λ eff (µ) RGE improvement induces gauge dependence γ = 1 16π 2 µ M t γ( µ) ln µ ( 3 20 ζg 2 1 + 3 4 ζg 2 2 + 9 4 g 2 2 + 9 20 g 2 1 3y 2 t 3y 2 b y 2 τ L. Di Luzio and L. Mihaila, JHEP 1406 (2014) 079 We need to normalize the field canonically L = 1 2 ( Z 1 2 h h) 2 + λ 1 eff 4 Z h 2 h 4 h=z 2 h ==== h L = 1 2 ( h) 2 + λ eff 4 h 4 λ eff = λ eff Zh =1 2800 ) 2600 2400 S 2200 2000 Z 1 Z=1 1800 1600-1.0-0.5 0.0 0.5 1.0 ξ

RG improvement Figure: Example solution with λ 6(M p) = 1 and λ 8(M p) = 0.1. Small correction to SM parameters β λ = λ6 m 2. 16π 2 One-loop beta functions of new couplings 16π 2 β λ6 = 10 ( m 2 9 7 λ8 + 18λ66λ 6λ6 M2 4 g 2 2 + 9 ) 20 g 1 2 3yt 2, 16π 2 β λ8 = 7 ( 9 5 28λ2 6 + 30λ 86λ 8λ 8 4 g 2 2 + 9 ) 20 g 1 2 3yt 2, M 2 p

Numerical vs Analytical with RG improvement Figure: Log 10 ( τ T u ) calculated numerically (left panel) and analytically (right panel).

Comparison Figure: Metastability boundary (τ = T u ) obtained using different methods.