文|史说百家
编辑|史说百家
【前言】在大型强子对撞机中发现的希格斯玻色子是对标准模型（SM）的证实，它为了解电弱（EW）真空的性质提供了一个令人兴奋的机会，而且已经证明存在可用的低能量真空状态，电子战真空最终可以衰减到该状态。
其实这种可能性早就知道了，希格斯势似乎对实验输入很敏感，特别是对希格斯玻色子和顶夸克的物理质量以及SM以外的物理学。
最近对希格斯玻色子和顶夸克质量的测量得出以下结论：ℎ=125.25±0.17=125.25±0.17GeV，=172.76±0.30=172.76±0.30GeV 。
意味着我们的宇宙处于不稳定的SM真空状态，因此，如果SM在大于大约的能量下有效能量为10121012GeV，电子战真空是亚稳态的，未来将过渡到较低的能量状态。
转变最初发生在局部，成核变成一个真正真空的小气泡，然后气泡开始高速膨胀，迅速达到几乎光速，并将亚稳定的真空转化为真正的真空。
虽然我们存在的事实证明，真空衰变率极低，但在早期宇宙中并不一定如此。
例如暴胀期间的高哈勃速率和之后的高温可能会显著增加该速率，衰变率也可能对新物理学的存在非常敏感。
人们可能会问，除了基于人择论证之外，是否有另一种方法可以使用电子战真空的亚稳定性来研究极端条件或新物理学对宇宙学和天体物理学的影响。
也就是说，是否有可能想到一些物理条件，在这些条件下，真空衰变可能发生并表现为一种潜在的可观察现象，同时不会对宇宙目前亚稳定状态的存在造成灾难性后果。
【BBH的合并】通过引入更高维算子来扩展SM，或者通过希格斯场与曲率的直接非最小耦合来扩展SM对时空曲率的潜在依赖性，小黑洞（BH）的存在可以催化真空衰变并使其明显更快。
所以我们仍然以电子战真空状态观察宇宙的事实使我们能够对宇宙学历史施加约束，这包括诸如热温度和膨胀尺度等因素，以及超出SM参数的因素，例如希格斯场与时空曲率或更高维算子之间的耦合常数。
这个想法是创造物理条件，将电子战真空在一定时间段内在有限的空间体积内处于高衰减率状态。由于对希格斯势的引力诱导校正，可以在天体物理起源BH的视界附近实现所需的条件。
特别是势垒的位置和高度，它“筛选”了希格斯势的介稳最小值，可以如此显著地改变，以至于真空在在高于BH地平线一定距离内温度下已经变得不稳定。
由于不稳定性意味着希格斯新相泡的高成核速率，因此浸入电子战真空中的BH被一个薄壳包围，该薄壳由由SM真空包围的成核新相泡代表的“保龄球物质”组成。
尽管成核在壳层厚度内永久进行，但气泡会立即落在地平线下，因此单个BH的外部观察者始终保持EW亚稳态。
如果我们考虑二元黑洞（BBH）合并，其中BH围绕其共同中心，情况可能会有所不同。在合并中，BHs向内螺旋，以引力辐射的形式失去轨道能量，因此它们的视界彼此非常接近，最后合并形成一个BH。
就在聚结之前，当组分的地平线彼此靠近时，即在壳层厚度数量级的距离处，可以防止有核气泡落在其播种视界下，被BBH合并的其他组分的引力势拉出。
因此在“夹在”彼此接近的视界之间的间隙中的某个体积内，可以发生电子战真空转换到新阶段的过程的时间稳定。
在这个体积内，在其存在的时间内，成核气泡会膨胀、碰撞甚至渗透。其中一些碰撞可能导致微观黑洞的形成（μBHs）通过中所述的机制。也就是说，当三个气泡碰撞时，其部分壁中的表面能可以聚焦到其密度趋于无穷大的程度，这将三重碰撞点转换为BH 。
并且仅两个气泡碰撞后留下的非平凡真空结构的坍塌也可能导致BH的形成，这种从合并中“分裂”的群众μBH取决于碰撞气泡的大小及其壁张力，碰撞处气泡的大小主要由稳定的SM真空衰减过程体积中产生的相变决定。
壁张力应取决于将亚稳态电子战真空与真实真空状态分开的势垒位置的修改细节，并且应由本质上不超过电子战的能量尺度驱动，形成的μBHs将开始蒸发，在所有SM物种中发出热霍金辐射。
最后合并也会导致最终BH的单一地平线的形成，在合并水平之间的间隙中“夹在”体积中产生的真空不稳定条件被打破，因此气泡成核的稳定条件被破坏。
新真空相的所有残余物和尚未蒸发的小μBH应该属于最终的BH，这可确保外部观察者将保持电子战真空状态。
霍金辐射发射的持续时间μBH不能超过LIGO和Virgo发现的BBH合并引力波信号的最后一部分的典型时间尺度，即不到一秒，人们可能会认为，霍金辐射的能量释放可以达到短伽马射线暴（SGRB）测量的各向同性能量当量水平。
所以天基伽马射线暴监测器和望远镜可以观测到爆发的电磁部分，其他SM模型粒子的霍金发射，也许超越SM物种，可以在IceCube中产生中微子信号。
霍金辐射电磁成分的极高能光谱部分也可能在超高能大气切伦科夫设施中产生特征，上述机制类似于所谓的摩擦发光，是指材料在受到机械刺激时可以发光的现象，例如摩擦，研磨，冲击，拉伸和压缩。
在这里通过某种程度的类比，真空“保龄球物质”，作为外壳的“材料”，包含天体物理BH的视界，在BBH合并中在两个接近的视界之间拉伸，最终导致可检测的霍金辐射的发射。
【形成μ不稳定真空】为了进一步说明引言中概述的现象的预期多信使表现，提供真空衰变过程引力校正潜在机制的启发式草图是有帮助的。
对位于地平线附近的成核位点的希格斯相变的更详细描述将推迟到后续章节，希格斯场的成核位点位于BH中心时，一阶相变速率在进行了研究。
在这些研究中，得出的结论是，希格斯真实真空形成速率可以大大提高，以至于即使过去存在的最小质量（≪1 g）的单个BH也已经可以破坏当前的SM亚稳真空状态，任何寿命小于宇宙年龄的原始BH都可能成为对应于希格斯真空相变的致命催化的来源。
在这里，我们推测希格斯相变速率也可能在BH视界附近显著增加，而成核位点位于BH之外，进行了一些研究这种可能性的努力。
启发式思维，人们假设成核位点离BH的地平线越近，相变速率就越高，因此形成真正希格斯真空气泡的可能性就越高。
同时人们可能会期望任何质量的BH，即使是天体物理起源的BH，也可以在其视界附近产生成核点。
在这种情况下，由于具有真正真空气泡的成核位点迅速落在地平线以下，很明显，希格斯真空相变的致命催化作用不可能发生。
气泡形成概率由下式驱动经验[−4]经验[−4]哪里44代表沿球形气泡溶液的隧道轨迹计算的四维欧几里得作用 ，一般来说，BH附近的重力校正效应取决于到地平线的距离，因此4可以表示为有效的行动4()4，
气泡成核位点的位置越靠近地平线，从亚稳态真空状态隧穿的概率就越高v=246246GeV到真正的希格斯真空。
如果离开地平线，中的指数抑制会减慢气泡成核速率，这样如果防止它们掉入BH，它们在开始碰撞之前有更多的时间长大。
这种效应可能发生在由大约LIGO-Virgo尺度的BH组成的BBH合并中，就在它们的视界相互接触之前。
事实上，在BBH组件的视界之间，在它们足够接近的相互接近下，人们可能会期望立即形成具有有效零重力的体积，因此在短时间内，不稳定的真空有点“夹在”组件的视界之间。
在这些条件下，气泡可能有足够的时间长大并最终渗透，在墙壁碰撞中终止它们的存在。
在三重气泡碰撞中，碰撞壁各部分的表面能可以聚焦在它们所处的史瓦西半径下，从而导致形成μ。
形成μBHs也可以通过在只有两个气泡的壁碰撞中产生的非平凡真空配置的演变来实现，在相当有限的体积内渗透的条件下，这两种情况都是可行的。
正在形成，μBHs在有效温度下通过霍金辐射的热发射与黑体光谱迅速蒸发，黑体光谱随着质量的增加而增加μBH 降低。
这种“分裂”的群众μBH由碰撞时的气泡大小和真空壁张力来定义，壁张力主要由修正希格斯势的参数定义。
即由将亚稳态电子战真空与真实真空状态和希格斯自相互作用常数分开的势垒最大值的位置来定义，在屏障处，希格斯玻色子和顶质量的测量以及SM物理重整化群校正很好地定义了未修改势的两个参数
【黑洞相撞】当两个黑洞相互旋转并最终相撞时，它们会发出引力波--空间和时间的涟漪，现在可以用地球上极其敏感的仪器来探测。
由于黑洞和黑洞合并是完全黑暗的，这些事件对于天文学家使用的望远镜和其他光学探测仪器来说是看不见的。
然而理论家们已经想出了黑洞合并如何通过引起附近物质的辐射而产生光信号的想法。
现在使用位于圣地亚哥附近的帕洛玛天文台的加州理工学院兹威基瞬态设施（ZTF）的科学家可能已经发现了可能是这样一种情况，如果得到证实，这将是第一个来自一对碰撞的黑洞的已知光耀。
参考文献
德格拉西.维塔，埃利亚斯.米罗：希格斯质量和真空稳定性在NHLO的标准模型中。2012
布尔达.格雷戈里：重力和希格斯真空的稳定性。物理学家莱特牧师。 2015
坎科，贾拉马斯，杰利奇.西兹梅克，里奥托.四迪斯：关于黑洞在高温下电弱真空衰变的催化作用。2018
在阅读此文后，烦请您关注+评论，方便剩下后续事件有新的进展能够让您迅速关注到
END
