Higgs cosmology
Higgs kozmolojisi
- Tez No: 990615
- Danışmanlar: PROF. DR. TEOMAN TURGUT, PROF. DR. METİN ARIK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, Higgs alanı ile kozmik ölçek faktörü arasında temel bir bağ bulunduğu hipotezinden yola çıkılarak, Jordan–Brans–Dicke (JBD) kuramı özel bir potansiyel terimi ile genişletilmekte ve yerçekiminin skaler modu ile kendiliğinden simetri kırınımı birleştirilerek özgün bir kozmolojik model geliştirilmektedir. Yerçekiminin skaler modu metrik tensörün konformal bir çarpanı olarak ele alınmakta ve bu yaklaşım, Minkowski uzayında Higgs mekanizmasını andıran indirgenmiş bir eylem elde edilmesine olanak tanımaktadır; bu eylem hem kütleli bir skaler uyarımı hem de genişleyen bir uzay-zaman arka planını birlikte tanımlar. Bu çerçevede, JBD skaler alanı ile kozmik ölçek faktörünün dinamiklerini yansıtacak biçimde yeniden yorumlanan Higgs alanını içeren bağlantılı bir Lagrange yoğunluğu türetilmiştir. İndirgenmiş JBD eylemine, kinetik kısmı doğrusal olmayan sigma modeli biçiminde olan bir alan uzayı koordinat dönüşümü uygulandığında, iki skaler alan birbirinden ayrışmakta ve bu sayede Higgs-benzeri bir mekanizma kendiliğinden ortaya çıkmaktadır. Bu yeniden formülasyon, kendiliğinden simetri kırınımını doğal olarak üretmekte; zamanla değişen bir vakum beklenti değeri (VEV) ve bu değerin çevresindeki kuantize salınımlar olarak yorumlanan Higgs bozonlarının ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Standart Model'in Einstein–JBD Lagrangyenine gömülmesiyle, Higgs alanının zamana bağlılığı, etkili kütleçekim sabiti G_eff'i etkilemekte ve çift aşamalı bir Büyük Patlama senaryosuna yol açmaktadır: İlk aşama, uzaysal hacmin sıfıra ve G_eff = 0'a indirgenmesiyle tanımlanır; burada dinamikler JBD kuramındaki itici, negatif kütleçekim fazı tarafından yönlendirilir. İkinci aşamada ise G_eff negatif sonsuzluktan pozitif değerlere geçiş yapar. İç simetrileri incelemek amacıyla, SO(3) simetrisine sahip üçlü bir Higgs alanı tanıtılmakta ve bu simetriyle ilişkili korunmuş niceliğin hem kendiliğinden simetri kırınımına hem de Higgs kütlesinin oluşumuna neden olduğu gösterilmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a cosmological model is developed that unifies the scalar sector of gravity with spontaneous symmetry breaking by extending the Jordan--Brans--Dicke (JBD) framework through the introduction of a specific potential, inspired by the hypothesis that the Higgs field and the cosmic scale factor are fundamentally linked. The scalar mode of gravity is treated as a conformal factor of the metric, leading to a reduced action in Minkowski space that mirrors the Higgs mechanism by simultaneously describing a massive scalar excitation and an expanding spacetime background. Within this framework, a coupled Lagrangian is derived involving the JBD scalar field and the Higgs field, the latter reinterpreted to reflect the dynamics of the cosmic scale factor. Through a field-space coordinate transformation applied to the reduced JBD action---whose kinetic sector takes the form of a nonlinear sigma model---the theory is reformulated such that the two scalar fields decouple, thereby allowing a Higgs-like mechanism to manifest. This reformulation leads naturally to spontaneous symmetry breaking, resulting in a time-dependent vacuum expectation value (VEV) of the Higgs field and associated Higgs bosons as quantized fluctuations. By embedding the Standard Model into the Einstein--JBD Lagrangian, the time-dependence of the Higgs field is shown to affect the effective gravitational constant G_eff}, giving rise to a dual Big Bang scenario: the first characterized by a vanishing spatial volume and G_eff = 0 , evolving through a phase of negative, repulsive gravity dominated by JBD dynamics, and a second Big Bang where G_eff transitions from negative infinity to positive values. To explore internal symmetries, an SO(3) symmetric triplet of Higgs fields is introduced, and it is shown that the conserved quantity associated with this symmetry induces spontaneous symmetry breaking and Higgs mass generation.
Benzer Tezler
- Cosmology and spontaneus symmetry breaking
Kozmoloji ve kendiliğinden simetri kırılması
KAMURAN SAYGILI
Doktora
İngilizce
1998
Fizik ve Fizik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. METİN ARIK
- Newtonian perturbation theory in cosmology: From inflation to large-scale structure
Kozmolojıde Newtoncu pertürbasyon teorisi: Enflasyondan büyük ölçekli yapıya
RUMEYSA KİNSİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDURRAHMAN SAVAŞ ARAPOĞLU
- Enflasyon modellerinde minimal olmayan çiftlenimin gözlemsel etkileri
Observational effects of non-minimal coupling on inflationary models
NİLAY BOSTAN
Doktora
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VEDAT NEFER ŞENOĞUZ
- Theoretical foundations of axion particles
Axion parçacıklarının teorik temelleri
CEMİLE EZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ARIK
- İki higgs dubletli modellerde ve minimal süpersimetrik standart modelde CP-bozulumu
CP-violation in two higgs doublet models and minimal supersymmetric standard model
LEVENT SELBUZ
Doktora
Türkçe
2008
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. Z. ZEKERİYA AYDIN