2012 年に CERN 大型ハドロン衝突型加速器でヒッグス粒子が発見されたことは、私たちの宇宙に深い意味を持っています。ヒッグス粒子は、標準モデルの最後の欠落部分であり、まだ欠落しています。この発見は、最も活発な素粒子物理学者が生まれるずっと前に、Glashow (1961)、Salam と Weinberg (1967) によって提案された標準モデルの有効性を確認しました。このモデルは非常に成功しており、現在までのすべての実験テストに見事に合格していますが、宇宙論的な設定で考えると、いくつかの深刻な問題もあります。
標準モデルのパラメータの正確な測定は、宇宙が位置する真空が絶対的な最小値ではなく、より低い真空があることを意味します。量子力学は、私たちの宇宙が偽の真空から真の最小値までトンネルを掘って、宇宙に壊滅的な結果をもたらすべきであることを教えてくれます.
これが起こった場合、私たちの宇宙は非常に異なったものになり、自然の法則は私たちが日常的に実験や観察で検証するものではなくなります.標準モデルの真の真空に生命が存在することはあり得ないようです。真空の風景の中のヒッグス粒子の位置は、私たちの宇宙の性質を決定します。このトンネリングは非常に高速に発生する可能性があり、その速さは基本的に、トップ クォークの質量などの標準モデルのいくつかのパラメーターの値に依存します。
宇宙論的な設定でヒッグス粒子に直接関連する別の問題は次のとおりです。非常に初期の宇宙は、インフレーションと呼ばれる指数関数的膨張の段階を経ていたと広く信じられています。インフレーションはいくつかの宇宙論的ジレンマを解決しますが、たとえば、宇宙が非常に均一で平坦である理由を説明しますが、素粒子理論家に新しい問題を引き起こします。素粒子物理学の標準モデルのパラメーターに関する現在の知識を考えると、通常想定されているように、インフレーションが高エネルギーで起こった場合、ヒッグス粒子は標準モデルの偽の真空に終わるでしょう.
実際、インフレーションの間、ヒッグス粒子は大きな場の値をとると予想され、宇宙の指数関数的膨張が減速するにつれて、真空の風景のどこにでも自由に落ち着くことができます.おそらく、それは理論の真の真空状態に陥り、ビッグバンの間に破壊されたであろう私たちの宇宙に再び壊滅的な結果をもたらしたでしょう.明らかに、私たちはそのような質問を議論するためにここにいるので、これは事実ではありません.
Foundations of Physics に掲載された最近の論文で、科学者は、ヒッグス粒子の重力特性が標準モデルの真空の形状を修正し、安定化できることを示しました。ヒッグス粒子のこれらの重力特性は、ヒッグス粒子とインフレーションの原因となる場との間の直接結合を生成し、それがヒッグス粒子と私たちの宇宙を、私たちが観察する世界に対応する真空に導きます。このように、ヒッグス粒子の重力特性は、その最も深遠な謎のいくつかを解決する標準モデルに非常に深い影響を与える可能性があります.
これらの調査結果は、ジャーナル Foundations of Physics で、最近公開された「インフレーション宇宙におけるヒッグス ボソンと曲率の非最小結合」というタイトルの記事で説明されています。この作業は、サセックス大学のザビエル カルメットが主導しました。
