[論文レビュー] Brane - Anti-Brane Forces

Tom Banks, Leonard Susskind|ArXiv.org|Nov 27, 1995

Energetic Materials and Combustion被引用数 48

ひとこと要約

本稿は、タイプIIA超弦理論における相反電荷を有するD-brane間の量子力学的力について検討し、ストリングスケール付近での距離においてBorn-Oppenheimer近似が、非弾性過程を示唆する複素ポテンシャルにより破綻することを示している。主な結果は、branesが約√α′の距離内に接近する際、開弦セクターにタキオン不安定性が現れ、タキオン凝縮と閉弦への消失が生じることである。この現象は、超弦理論におけるブラックホール形成およびエントロピーに影響を及ぼす。

ABSTRACT

The force between like sign BPS saturated objects generally vanishes. This is a reflection of the fact that BPS states are really massless uncharged particles with nonvanishing momenta in compactified directions. Two like sign BPS objects with zero relative velocity can be viewed as a boosted state of two neutral massless particles in a state of vanishing relative motion. By contrast two unlike sign BPS particles may be thought of as colliding objects moving in opposite directions in compact space. This leads to complicated interactions which are totally intractable at present. We illustrate this by considering the potential between opposite sign zero-D- branes .

研究の動機と目的

• 相反電荷を有するD-brane間の力の性質を理解すること、特にBPS飽和が相互作用に対する保護を失う場合に注目する。
• 短距離におけるブレーン＝アンチブレーン系におけるBorn-Oppenheimer近似の破綻を分析すること。
• 非弾性過程およびタキオン凝縮がブラックホール形成の前触れとしてどのように現れるかを調査すること。
• ブレーン＝アンチブレーン消失と超弦理論における熱力学的エントロピーとの関係を探索すること。

提案手法

• タイプIIA超弦理論の枠組みにおいて、開弦1ループのアンナラス図を用いて、相反符号のゼロ-brane間のポテンシャルを計算する。
• 2つのD-braneに対応する境界条件を用いた分配関数を評価し、NS-NSおよびR-R閉弦交換の寄与を区別する。
• 電荷が相反する場合、NS-NS項とR-R項のキャンセルが崩れ、非ゼロのポテンシャルが生じることを特定する。
• 得られたポテンシャルおよび力の積分を分析し、Y² < 2π²のとき発散および複素的挙動を示すことを示す。
• 短距離においてZ < 0 となるため、有効ポテンシャルV = ZT² + Cg²T⁴にタキオン場Tを導入する。
• タキオン有効作用を用いて凝縮をモデル化し、C < 0 は連続的でない遷移および準安定状態を示唆する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 短距離においてBorn-Oppenheimer近似を適用した場合、相反電荷を有するD-brane間のポテンシャルはどのように変化するか？
• RQ2 Y² < 2π²のときポテンシャルが複素的かつ発散する理由は何か？物理的に何を示唆するか？
• RQ3 開弦セクターに現れるタキオン場は、ブレーン＝アンチブレーン対の消失をどのように駆動するか？
• RQ4 タキオン凝縮過程は、超弦理論におけるブラックホール形成やエントロピーと結びつけることができるか？
• RQ5 タキオン凝縮体の二重縮退およびトンネル効果は、どのように作用するのか？

主な発見

• Y² < 2π²のとき、相反符号のゼロ-brane間のポテンシャルは複素的かつ発散的となり、非弾性過程の始まりを示唆する。
• 力は1/√Zに比例して発散し、Z ∝ (Y²/(2π²) − 1) であるため、短距離で特異性を示す。
• Z < 0 となると、系はタキオン的不安定性を示し、これはブレーンを結ぶ最も軽い開弦がタキオン的になることに対応する。
• タキオン有効ポテンシャルV = ZT² + Cg²T⁴においてC < 0 であるため、T ∼ 1/g で不連続な凝集体形成が起こることを示唆する。
• 凝集体は約1/g²の開弦を含み、閉弦への消失を経て新しい真空状態に移行することを示唆する。
• タキオン符号の二重縮退は、指数的に抑制されたトンネル効果を引き起こし、マクロな不可逆性を示し、ブラックホール形成におけるエントロピーの起源となる可能性がある。