stringtranslate.com

Тонкая настройка (физика)

В теоретической физике тонкая настройка — это процесс, в котором параметры модели должны быть настроены очень точно, чтобы соответствовать определенным наблюдениям.

Теории, требующие тонкой настройки, считаются проблематичными при отсутствии известного механизма, объясняющего, почему параметры имеют именно те наблюдаемые значения, которые они возвращают. Эвристическое правило, согласно которому параметры в фундаментальной физической теории не должны быть слишком тонко настроены, называется естественностью. [1] [2]

Фон

Идея о том, что естественность объяснит тонкую настройку, была поставлена ​​под сомнение Нимой Аркани-Хамедом , физиком-теоретиком, в его докладе «Почему существует макроскопическая Вселенная?», лекции из мини-серии «Мультивселенная и тонкая настройка» из проекта «Философия космологии», совместный проект Оксфордского и Кембриджского университетов 2013 года. В ней он описывает, как естественность обычно давала решение проблем в физике; и что она обычно делала это раньше, чем ожидалось. Однако при решении проблемы космологической постоянной естественность не смогла дать объяснения, хотя ожидалось, что она сделает это уже давно.

Необходимость тонкой настройки приводит к различным проблемам, которые не показывают, что теории неверны, в смысле фальсификации наблюдений, но тем не менее предполагают, что часть истории упущена. Например, проблема космологической постоянной (почему космологическая постоянная так мала?); проблема иерархии ; и сильная проблема CP , среди прочих.

Пример

Примером проблемы тонкой настройки, которая, по мнению научного сообщества, имеет правдоподобное «естественное» решение, является проблема космологической плоскостности , которая решается, если инфляционная теория верна: инфляция заставляет Вселенную стать очень плоской, отвечая на вопрос, почему сегодня Вселенная наблюдается в такой высокой степени плоской. [ необходима ссылка ]

Измерение

Хотя тонкая настройка традиционно измерялась специальными мерами тонкой настройки, такими как мера Барбьери-Джудиче-Эллиса, за последнее десятилетие многие ученые признали, что аргументы тонкой настройки являются особым применением байесовской статистики . [3] [4] [5] [6] [7] [8]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Гринбаум, Алексей (1 февраля 2012 г.). «Какие аргументы тонкой настройки являются хорошими?». Основы физики . 42 (5): 615–631. arXiv : 0903.4055 . Bibcode :2012FoPh...42..615G. doi :10.1007/s10701-012-9629-9. S2CID  15590514.
  2. ^ Giudice, Gian (2008). «Естественно говоря: критерий естественности и физика на LHC». Перспективы LHC . Перспективы физики LHC. стр. 155–178. arXiv : 0801.2562 . Bibcode :2008plnc.book..155G. doi :10.1142/9789812779762_0010. ISBN 978-981-277-975-5. S2CID  15078813.
  3. ^ Барбьери, Риккардо; Джудиче, Джан Франческо (август 1988 г.). «Верхние границы масс суперсимметричных частиц». Nuclear Physics B. 306 ( 1): 63–76. Bibcode : 1988NuPhB.306...63B. doi : 10.1016/0550-3213(88)90171-X.
  4. ^ Fowlie, Andrew; Balazs, Csaba; White, Graham; Marzola, Luca; Raidal, Martti (17 августа 2016 г.). "Естественность механизма релаксации". Journal of High Energy Physics . 2016 (8): 100. arXiv : 1602.03889 . Bibcode : 2016JHEP...08..100F. doi : 10.1007/JHEP08(2016)100. S2CID  119102534.
  5. ^ Фоули, Эндрю (10 июля 2014 г.). «CMSSM, естественность и ?цена тонкой настройки? Очень Большого Адронного Коллайдера». Physical Review D. 90 ( 1): 015010. arXiv : 1403.3407 . Bibcode : 2014PhRvD..90a5010F. doi : 10.1103/PhysRevD.90.015010. S2CID  118362634.
  6. ^ Фоули, Эндрю (15 октября 2014 г.). «Является ли CNMSSM более авторитетным, чем CMSSM?». The European Physical Journal C. 74 ( 10): 3105. arXiv : 1407.7534 . Bibcode : 2014EPJC...74.3105F. doi : 10.1140/epjc/s10052-014-3105-y. S2CID  119304794.
  7. ^ Кабрера, Мария Эухения; Касас, Альберто; Аустри, Роберто Руис де (2009). «Байесовский подход и естественность в анализах MSSM для LHC». Журнал физики высоких энергий . 2009 (3): 075. arXiv : 0812.0536 . Bibcode : 2009JHEP...03..075C. doi : 10.1088/1126-6708/2009/03/075. S2CID  18276270.
  8. ^ Фише, Сильвен (18 декабря 2012 г.). «Количественная оценка естественности с помощью байесовской статистики». Physical Review D. 86 ( 12): 125029. arXiv : 1204.4940 . Bibcode : 2012PhRvD..86l5029F. doi : 10.1103/PhysRevD.86.125029. S2CID  119282331.

Внешние ссылки