เพรสซูรอน

Q: การกำหนดสูตรทางคณิตศาสตร์

การกระทำของ ทฤษฎีสเกลาร์-เทนเซอร์ ที่เกี่ยวข้องกับเพรสซูรอน Φ {\displaystyle \Phi } สามารถเขียนได้ดังนี้

เพรสซูรอน
องค์ประกอบ	อนุภาคพื้นฐาน
ปฏิสัมพันธ์	แรงโน้มถ่วง; อิเล็กโตรวีค; แข็งแกร่ง;
สถานะ	สมมติฐาน
ตั้งทฤษฎี	โอ. มินาซโซลี; เอ. ฮีส์;
มวล	?
ประจุไฟฟ้า	0
สปิน	0

เพรสซูรอนเป็นอนุภาคสเกลาร์ สมมุติ ที่เชื่อมโยงกับทั้งแรงโน้มถ่วงและสสาร ซึ่งได้รับการตั้งทฤษฎีไว้ในปี 2013 ^{[ 1 ]}แม้ว่าเดิมทีจะถูกตั้งสมมติฐานโดยไม่มีศักยภาพปฏิสัมพันธ์ในตัวเอง แต่เพรสซูรอนก็เป็น ตัวเลือก พลังงานมืด เช่นกัน เมื่อมีศักยภาพดังกล่าว^{[ 2 ]}เพรสซูรอนได้รับชื่อมาจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันแยกตัวออกจากสสารในสภาวะที่ไม่มีแรงดัน^{[ 2 ]}ทำให้ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงแบบสเกลาร์-เทนเซอร์ที่เกี่ยวข้องกับมันผ่านการทดสอบระบบสุริยะเช่นเดียวกับการทดสอบหลักการสมดุลแม้ว่ามันจะเชื่อมโยงกับสสารโดยพื้นฐานก็ตาม กลไกการแยกตัวดังกล่าวอาจอธิบายได้ว่าทำไมแรงโน้มถ่วงจึงดูเหมือนจะได้รับการอธิบายอย่างดีโดย ทฤษฎีสั มพัทธภาพทั่วไปในยุคปัจจุบัน ในขณะที่ความจริงแล้วมันอาจซับซ้อนกว่านั้น เนื่องจากวิธีที่มันเชื่อมโยงกับสสาร เพรสซูรอนจึงเป็นกรณีพิเศษของไดลาตอนสตริง สมมุติ ^{[ 3 ]}ดังนั้น จึงเป็นหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับการไม่สังเกตเห็นสัญญาณต่างๆ ที่มาจากสนามสเกลาร์ไร้มวลหรือเบาที่ทำนายไว้โดยทั่วไปในทฤษฎีสตริง

การกำหนดสูตรทางคณิตศาสตร์

การกระทำของทฤษฎีสเกลาร์-เทนเซอร์ที่เกี่ยวข้องกับเพรสซูรอน $\Phi$ สามารถเขียนได้ดังนี้

S={\frac {1}{c}}\int d^{4}x{\sqrt {-g}}\left[{\sqrt {\Phi }}{\mathcal {L}}_{m}(g_{\mu \nu },\Psi )+{\frac {1}{2\kappa }}\left(\Phi R-{\frac {\omega (\Phi )}{\พี }}(\บางส่วน _{\sigma }\พี )^{2}-V(\พี )\right)\right],

ที่ไหน $R$ สเกลาร์ริชชีถูกสร้างขึ้นจากเมตริก $g_{\mu \nu }$ , $g$ คือตัวกำหนดเมตริก $\kappa ={\frac {8\pi G}{c^{4}}}$ , กับ $G$ ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง^{[ 4 ]}และ $c$ ความเร็วแสงในสุญญากาศ $V(\Phi )$ ศักยภาพของเพรสซูรอนคืออะไร และ ${\mathcal {L}}_{m}$ เรื่อง นี้เป็นLagrangian ^{[ 5 ]}และ $\Psi$ แสดงถึงสนามที่ไม่ใช่แรงโน้มถ่วง ดังนั้นสมการสนามแรงโน้มถ่วงจึงเขียนได้ดังนี้^{[ 2 ]}

R_{\mu \nu }-{\frac {1}{2}}g_{\mu \nu }R=\kappa ~{\frac {1}{\sqrt {\Phi }}}T_{\mu \nu }+{\frac {1}{\Phi }}[\nabla _{\mu }\nabla _{\nu }-g_{\mu \nu }\Box ]\Phi +{\frac {\omega (\Phi )}{\Phi ^{2}}}\left[\partial _{\mu }\Phi \partial _{\nu }\Phi -{\frac {1}{2}}g_{\mu \nu }(\partial _{\alpha }\Phi )^{2}\right]-g_{\mu \nu }{\frac {V(\พี )}{2\พี }},

และ

{\frac {2\omega (\Phi )+3}{\Phi }}\Box \Phi =\kappa {\frac {1}{\sqrt {\Phi }}}\left(T-{\mathcal {L}__{m}\right)-{\frac {\omega '(\Phi )}{\Phi }}(\partial _{\sigma }\Phi )^{2}+V'(\พี )-2{\frac {V(\พี )}{\พี }}

.

ที่ไหน $T_{\mu \nu }$ คือเทนเซอร์พลังงานความเครียดของสนามสสาร และ $T=g^{\mu \nu }T_{\mu \nu }$ คือร่องรอย ของ มัน

กลไกการแยกส่วน

หากพิจารณาของไหลสมบูรณ์แบบที่ ปราศจากแรงดัน (หรือที่เรียกว่าสารละลายฝุ่น ) ลากรางเจียนของวัสดุที่มีประสิทธิภาพจะกลายเป็น ${\mathcal {L}}_{m}=-c^{2}\sum _{i}\mu _{i}\delta (x_{i}^{\alpha })$ [ ⁶^]ที่ $\mu _{i}$ คือมวลของอนุภาคที่i $x_{i}^{\alpha }$ ตำแหน่งของมัน และ $\delta (x_{i}^{\alpha })$ ฟังก์ชันเดลต้าของ Diracในขณะเดียวกัน ร่องรอยของเทนเซอร์พลังงานความเครียดจะลดลงเหลือ $T=-c^{2}\sum _{i}\mu _{i}\delta (x_{i}^{\alpha })$ ดังนั้น จึงมีการหักล้างกันอย่างสมบูรณ์ของเทอมแหล่งกำเนิดวัสดุเพรสซูรอน $\left(T-{\mathcal {L}}_{m}\right)$ และด้วยเหตุนี้ เพรสซูรอนจึงแยกตัวออกจากสนามสสารที่ปราศจากแรงดันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กล่าวอีกนัยหนึ่ง การเชื่อมโยงเฉพาะระหว่างสนามสเกลาร์และสนามสสารในลากรางเจียนนำไปสู่การแยกตัวระหว่างสนามสเกลาร์และสนามสสารในกรณีที่สนามสสารออกแรงดันเป็นศูนย์

ลิงก์ไปยังทฤษฎีสตริง

เพรสซูรอนมีลักษณะบางอย่างร่วมกับไดลาตอนสตริง สมมุติ [ ^{3 ]}^{[ 7 ]}และในความเป็นจริงแล้วสามารถมองได้ว่าเป็นกรณีพิเศษของตระกูลไดลาตอนที่เป็นไปได้ที่กว้างกว่า^[^{8 ] เนื่องจาก}ทฤษฎีสตริงแบบ รบกวน ในปัจจุบันไม่สามารถให้การเชื่อมโยงที่คาดหวังของไดลาตอนสตริงกับฟิลด์วัสดุในแอคชั่น 4 มิติที่มีประสิทธิภาพได้ จึงดูเหมือนว่าเพรสซูรอนอาจเป็นไดลาตอนสตริงในแอคชั่น 4 มิติที่มีประสิทธิภาพ

การค้นหาเชิงทดลอง

ระบบสุริยะ

ตามที่ Minazzoli และ Hees กล่าว^{[ 1 ]} การทดสอบแรงโน้มถ่วง หลังยุคนิวตันในระบบสุริยะควรนำไปสู่ผลลัพธ์เดียวกันกับที่คาดหวังจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปยกเว้นการทดลองการเลื่อนความถี่เนื่องจากแรงโน้มถ่วง ซึ่งควรเบี่ยงเบนจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปด้วยขนาดสัมพัทธ์ประมาณ ${\frac {1}{\omega _{0}}}{\frac {P}{c^{2}\rho }}\sim {\frac {10^{-6}}{\omega _{0}}}$ , ที่ไหน $\omega _{0}$ คือค่าจักรวาลวิทยาปัจจุบันของฟังก์ชันสนามสเกลาร์ $\omega (\พี )$ , และ $P$ และ $\rho$ โดยที่ คือความดันเฉลี่ยและความหนาแน่นเฉลี่ยของโลก (ตัวอย่างเช่น) ข้อจำกัดที่ดีที่สุดในปัจจุบันเกี่ยวกับการเลื่อนความถี่เนื่องจากแรงโน้มถ่วงมาจากยานสำรวจแรงโน้มถ่วง Aและอยู่ที่ $10^{-4}$ ระดับเท่านั้น ดังนั้นทฤษฎีสเกลาร์-เทนเซอร์ที่เกี่ยวข้องกับเพรสซูรอนจึงถูกจำกัดอย่างอ่อนๆ โดยการทดลองในระบบสุริยะ

การเปลี่ยนแปลงทางจักรวาลวิทยาของค่าคงที่การเชื่อมโยงพื้นฐาน

เนื่องจากการเชื่อมต่อที่ไม่น้อยที่สุด เพรสซูรอนจึงนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของค่าคงที่การเชื่อมต่อพื้นฐาน^{[ 9 ]}ในระบอบที่มันเชื่อมต่อกับสสารอย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 2 ]}อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเพรสซูรอนแยกตัวออกทั้งในยุคที่สสารครอบงำ (ซึ่งขับเคลื่อนโดยพื้นฐานจากสนามสสารที่ไม่มีแรงดัน) และยุคที่พลังงานมืดครอบงำ (ซึ่งขับเคลื่อนโดยพื้นฐานจากพลังงานมืด^{[ 10 ]} ) เพรสซูรอนจึงถูกจำกัดอย่างอ่อนแอโดยการทดสอบทางจักรวาลวิทยาในปัจจุบันเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของค่าคงที่การเชื่อมต่อ

ทดสอบด้วยพัลซาร์คู่

แม้ว่าจะไม่มีการคำนวณใดๆ เกี่ยวกับประเด็นนี้ แต่ก็มีการโต้แย้งว่าพัลซาร์คู่ควรให้ข้อจำกัดที่มากขึ้นต่อการมีอยู่ของเพรสซูรอนเนื่องจากความดันสูงของวัตถุที่เกี่ยวข้องในระบบดังกล่าว^{[ 1 ]}

ดูเพิ่มเติม

รายชื่ออนุภาคสมมุติ

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

6

[ 7 ]

8 ] เนื่องจาก

[ 9 ]

[ 10 ]