Тонкая настройка - Fine-tuning

Для использования в других целях см. Тюнинг (значения) и Регулировка (значения).

В теоретическая физика, тонкая настройка это процесс, в котором параметры модели должны быть очень точно скорректированы, чтобы соответствовать определенным наблюдениям. Это привело к открытию того, что фундаментальные константы и величины попадают в такой чрезвычайно точный диапазон, что в противном случае возникновение и эволюция сознательных агентов во Вселенной не были бы разрешены.[1]

Теории, требующие точной настройки, считаются проблематичными из-за отсутствия известного механизма, объясняющего, почему параметры имеют именно те наблюдаемые значения, которые они возвращают. Эвристическое правило, согласно которому параметры фундаментальной физической теории не должны быть слишком тонкими, называется естественность.[2][3]

Фон

Идея о том, что естественность объясняет точную настройку, была поставлена ​​под вопрос Нима Аркани-Хамед, физик-теоретик, в своем докладе «Почему существует макроскопическая Вселенная?», лекции из мини-серии «Мультивселенная и точная настройка» из проекта «Философия космологии», Коллаборация Оксфордского и Кембриджского университетов, 2013. в нем он описывает, как естественность обычно дает решение проблем в физике; и что обычно это делалось раньше, чем ожидалось. Однако при рассмотрении проблемы космологической постоянной естественность не смогла дать объяснения, хотя давно можно было бы ожидать, что это произойдет.

Необходимость точной настройки приводит к различным проблемам, которые не показывают, что теории неверны в смысле фальсификации наблюдений, но, тем не менее, предполагают, что часть истории отсутствует. Например, проблема космологической постоянной (почему космологическая постоянная настолько мал?); то проблема иерархии; и сильная проблема CP, среди прочего.

Кроме того, команда Дуншань Хэ предложила возможное решение для точно настроенной космологической постоянной путем создания вселенной из модели.[4]

Пример

Примером проблемы тонкой настройки, которая, по мнению научного сообщества, имеет правдоподобное "естественное" решение, является космологический проблема плоскостности, которая решается, если инфляционная теория правильно: инфляция заставляет Вселенную становиться очень плоской, отвечая на вопрос, почему сегодня Вселенная в такой высокой степени плоская.[нужна цитата ]

Измерение

Хотя точная настройка традиционно измерялась специальными мерами точной настройки, такими как мера Барбьери-Джудиче-Эллиса, за последнее десятилетие многие ученые признали, что аргументы точной настройки были конкретным применением Байесовская статистика.[5][6][7][8][9][10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Лесли, Джон (1998). Современная космология и философия. Мичиганский университет: Книги Прометея. ISBN  1573922501.
  2. ^ Гринбаум, Алексей (1 февраля 2012 г.). «Какие аргументы точной настройки хороши?». Основы физики. 42 (5): 615–631. arXiv:0903.4055. Bibcode:2012FoPh ... 42..615G. Дои:10.1007 / s10701-012-9629-9.
  3. ^ Джудиче, Джан (2008). «Естественно говоря: критерий естественности и физика на LHC». Перспективы физики LHC: 155–178. arXiv:0801.2562. Дои:10.1142/9789812779762_0010. ISBN  978-981-277-975-5.
  4. ^ Он, Дуншань; Гао, Дунфэн; Цай, Цин-юй (апрель 2014 г.). «Самопроизвольное создание Вселенной из ничего». Физический обзор. 89 (8). arXiv:1404.1207. Дои:10.1103 / PhysRevD.89.083510.
  5. ^ Barbieri, R .; Джудиче, Г.Ф. (Август 1988 г.). «Верхние оценки суперсимметричных масс частиц». Ядерная физика B. 306 (1): 63–76. Bibcode:1988НуФБ.306 ... 63Б. Дои:10.1016 / 0550-3213 (88) 90171-Х.
  6. ^ Фоули, Эндрю; Балаш, Чаба; Уайт, Грэм; Марзола, Лука; Райдал, Марти (17 августа 2016 г.). «Естественность релаксационного механизма». Журнал физики высоких энергий. 2016 (8): 100. arXiv:1602.03889. Bibcode:2016JHEP ... 08..100F. Дои:10.1007 / JHEP08 (2016) 100.
  7. ^ Фоули, Эндрю (10 июля 2014 г.). «CMSSM, естественность и« цена тонкой настройки »очень большого адронного коллайдера». Физический обзор D. 90 (1): 015010. arXiv:1403.3407. Bibcode:2014ПхРвД..90а5010Ф. Дои:10.1103 / PhysRevD.90.015010.
  8. ^ Фоули, Эндрю (15 октября 2014 г.). «Является ли CNMSSM более надежным, чем CMSSM?». Европейский физический журнал C. 74 (10). arXiv:1407.7534. Дои:10.1140 / epjc / s10052-014-3105-у.
  9. ^ Кабрера, Мария Евгения; Касас, Альберто; Остри, Роберто Руис де (2009). «Байесовский подход и естественность в анализе MSSM для LHC». Журнал физики высоких энергий. 2009 (3): 075. arXiv:0812.0536. Bibcode:2009JHEP ... 03..075C. Дои:10.1088/1126-6708/2009/03/075.
  10. ^ Фише, С. (18 декабря 2012 г.). «Количественная оценка естественности по байесовской статистике». Физический обзор D. 86 (12): 125029. arXiv:1204.4940. Bibcode:2012ПхРвД..86л5029Ф. Дои:10.1103 / PhysRevD.86.125029.