New perspectives on solitons and instantons in the Standard Model and beyond [thesis]

Thomas Steingasser, Stefan Hofmann
2022
In der ersten Hälfte dieser Arbeit entwickle ich eine neuartige Perspektive auf die Dynamik topologischer Solitone. Die Grundlage dieser Betrachtungsweise ist eine neue Art von Feldern, die eine größtenteils von den Eigenschaften der zugrundeliegenden Theorie unabhängige Parametrisierung gewisser Anregungen beliebiger Solitone ermöglichen. Durch deren Eigenschaften ist es möglich universelle Wirkungen zu konstruieren, in denen sich verschiedene Theorien und Solitone ausschließlich über eine
more » ... iche Anzahl von Hintergrundfunktionen manifestieren. Diese Beschreibung lässt sich durch eine Verallgemeinerung der kollektiven Koordinaten des Solitons konstruieren. Hieraus lässt sich ebenfalls eine physikalische Interpretation der involvierten Felder ableiten, die ich ausführlich darlege. Dieser Diskussion folgt eine detaillierte Analyse ihrer klassischen Dynamik in einer räumlichen Dimension, insbesondere im Hinblick auf die genannte Interpretation. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf der Frage der Anwendbarkeit der Beschreibung, für die sich ebenfalls eine klare physikalische Interpretation finden lässt. Anschließend erläutere ich die Verallgemeinerung des Formalismus auf Theorien in beliebig vielen räumlichen Dimensionen und veranschauliche sie an besonders instruktiven Beispielen. Anhand dieser untersuche ich auch den Zusammenhang zwischen der neuen Parametrisierung mit einer möglichen Eichinvarianz der zugrundeliegenden Theorie. Dieser erste Teil wird abgerundet von einem Überblick über die Grundlagen der Quantisierung der Theorie in diesem Rahmen. Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit Instantonen und dem Zerfall des elektroschwachen Vakuums. Die Grundlage meiner Arbeit zu diesem Thema bildet eine ausführliche Analyse des Zusammenspiels der Skalenabhängigkeit der Higgs-Kopplung durch ihren Renormalierungsgruppenfluss mit Korrekturen des Higgs-Potentials durch Physik jenseits des Standardmodells. Das Ergebnis ist eine einfache Relation für die Renormierungs-Skala des Tunnelprozesses und die damit zusamme [...]
doi:10.5282/edoc.30495 fatcat:u2dubeyd5vfsvods5hj6equu3y