[論文レビュー] Beyond the SM; D-brane model building from intersecting brane worlds

Christos Kokorelis|ArXiv.org|Feb 11, 2004

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 23被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、低エネルギーで標準模型のみを実現する交差するブレーン宇宙における、初めての現実的D-braneモデルを提示する。このモデルは、同一のブレーン配置により、フリップドSU(5)および標準SU(5) GUTを両方実現する。D6-braneを特定の包み数と角度でZ₃オルオリエントフォールド上に構築することにより、正しいカイラルフェルミオン内容を達成し、GUTおよび電弱ヒッグスを同定するとともに、二重項・三重項分裂問題に対する新しい解決策により、陽子崩壊を抑制する。

ABSTRACT

We discuss the appearance of non-supersymmetric D6-brane GUT model constructions. We focus on the construction of the first examples of flipped SU(5) and SU(5) GUTS which have only the SM at low energy. These constructions are based on 4D compactifications in Z3 toroidal orientifolds of type IIA with D6-branes intersecting at angles.

研究の動機と目的

• 4次元Z₃トロイダルオルオリエントフォールド上に、低エネルギーで標準模型のみを有する非超対称D6-brane GUTモデルを構築すること。
• 特定のブレーン配置を用いた交差するD6-braneにより、フリップドSU(5)および標準SU(5) GUTの両方を実現すること。
• 交差するブレーンスペクトル内から、正しいGUTおよび電弱ヒッグス場を同定すること。
• 交差するブレーン宇宙における新しいメカニズムにより、三重項ヒッグスの真空期待値を安定化させることで、陽子崩壊を抑制すること。
• 超対称性に依存せずに、交差するブレーン宇宙モデルにおける二重項・三重項分裂問題を解決すること。

提案手法

• 包み数(Yₐ, Zₐ) = (3, ½)および(Y_b, Z_b) = (3, -½)を有するD6-brane配置をZ₃オルオリエントフォールド上に構築し、U(5) × U(1) × U(1)ゲージ群を実現すること。
• コンパクト化幾何における異常キャンセレーションを保証するため、RRテードポール条件∑ₐ NₐZₐ = 2を用いること。
• GUTヒッグスを、ブレーンスタックaとオルオリエントフォールド平面の交差から生じる質量ゼロ状態として特定し、特にH₁ ∈ 10およびH₂ ∈ 10̄がU(1)荷Qₐ = ±2、Q_b = 0、Q^{fl} = ±1を有することを示すこと。
• グリーン・シュレーディンガー機構による質量ゼロU(1)の再スケーリングにより、フリップドU(1)対称性を実装し、モデルをフリップドSU(5)に変換すること。
• 相互作用項L ∝ Y·10·10̄·h₄ + (1/M_s)·(10·10̄^B)²を介して、小さなニュートリノ質量のシー・サウス機構を実現し、⟨h₄⟩ = vおよび⟨10̄^B⟩ = M_sを仮定すること。
• 新しいポテンシャル項r/M_s³(HHh)(F̄F̄h̄) + m(h̄h)(HH̄) + κ(HH̄)(HH̄)により、三重項ヒッグスの真空期待値を安定化させることで、二重項・三重項分裂問題を解決すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非超対称D6-braneモデルが、交差するブレーン宇宙において、低エネルギーで標準模型のみを有するフリップドSU(5) GUTを実現可能か？
• RQ2 Z₃オルオリエントフォールドの交差するブレーンスペクトル内から、正しいGUTおよび電弱ヒッグス場をどのように同定できるか？
• RQ3 超対称性に依存せずに、交差するブレーン宇宙GUTモデルで陽子崩壊を抑制するメカニズムは何か？
• RQ4 新しいポテンシャル安定化メカニズムを用いて、交差するブレーン宇宙モデルで二重項・三重項分裂問題を解決できるか？
• RQ5 グリーン・シュレーディンガー機構からの質量ゼロU(1)の再スケーリングが、有効理論におけるフリップドU(1)生成子をどのように導くか？

主な発見

• 交差するブレーン宇宙におけるフリップドSU(5) GUTの最初の例が構築され、3世代および右巻きニュートリノを含む正しいカイラルフェルミオン内容が達成された。
• GUTヒッグスH₁およびH₂は、D6-braneスタックaとオルオリエントフォールド平面の交差から生じる質量ゼロ状態として同定され、SU(5)下で10および10̄に変換し、U(1)^fl荷で±1を有する。
• H₄および10̄多重項のB場を含む相互作用項により、小さなニュートリノ質量のシー・サウス機構が実現され、⟨h₄⟩ = vおよび⟨10̄^B⟩ = M_sを仮定した。
• 陽子崩壊は、新しいメカニズムにより抑制された：ポテンシャル項r/M_s³(HHh)(F̄F̄h̄) + m(h̄h)(HH̄) + κ(HH̄)(HH̄)により、三重項ヒッグスの真空期待値が安定化され、二重項・三重項分裂問題が解決された。
• GUTスケール（約10¹⁶ GeV）が非常に高いことから、ゲージ媒介陽子崩壊モードを回避し、バリオン数のゲージ化がないため、危険な次元5の演算子が存在しない。
• これは、超対称性を要件としない交差するブレーン宇宙モデルにおける完全な二重項・三重項分裂解決策の最初の実現である。