[論文レビュー] Branes and Orbifolds are Opaque

Marcela Carena, Tim M. P. Tait+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 3, 2002

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 61

ひとこと要約

本稿は、余剰次元理論におけるブレインとオルビフォールドが、放射的に生成された局所化された運動項のおかげでゲージ場に対して『不透明』であることを示している。これらの項は対数発散を示し、UV理論からの予測が不可能であるため、独立したパラメータとして扱わなければならない。これらの項は、カーラッツ＝カインのゲージボソンの質量、波動関数、およびカップリングを著しく変化させ、重いモードと集団モードの遮断を引き起こし、標準模型とは顕著に異なる物性的結果をもたらす。

ABSTRACT

We examine localized kinetic terms for gauge fields which can propagate into compact extra dimensions. We find that such terms are generated by radiative corrections in both theories with matter fields confined to branes and in theories imposing orbifold boundary conditions on bulk matter. In both cases, the radiative corrections are logarithmically divergent, indicating that from an effective field theory point of view they cannot be predicted in terms of other parameters, and should be treated as independent leading order parameters of the theory. Specializing to the five dimensional case, we show that these terms may result in gross distortions of the Kaluza-Klein gauge field masses, wave functions, and couplings to brane and bulk matter. The resulting phenomenological implications are discussed.

研究の動機と目的

• 物質がブレインに局在している、あるいはオルビフォールド条件に従うコンパクトな余次元におけるゲージ場の有効場理論的挙動を調査すること。
• ブレインまたはオルビフォールド固定点におけるゲージ場の局所化された運動項が、量子補正によって生成されるかどうかを特定すること。
• このような項の物性的影響、特にカーラッツ＝カインモードの質量、波動関数、および物質へのカップリングへの影響を評価すること。
• これらの項がUV完備化から予測可能かどうかを明らかにすること、あるいは有効理論において独立した入力として扱われる必要があるかどうかを明らかにすること。
• ブレインの不透明性が、特に遮断と集団モードに関する余次元モデル構築の標準的期待値をどのように変えるかを探索すること。

提案手法

• ボリュームゲージ場とブレインに局在化された、あるいはオルビフォールドに束縛された物質を伴う5次元ゲージ理論における1ループ量子補正を用いる。
• ブレインまたはオルビフォールド固定点に局在するゲージ運動項への発散寄与を計算し、対数発散を示す。
• UV物理学からの予測が不可能であるため、得られた局所化された運動項を有効ラグランジアンにおける新たな独立パラメータとして扱う。
• このようなブレイン運動項の存在下でのカーラッツ＝カインスペクトルと波動関数プロファイルを分析する。
• 標準的モデル（ブレインが透過的であると仮定）と比較し、特にカップリング強度とモードの遮断に関する物性的結果を検討する。
• 次元的脱構築と余次元における重力との類似性を用いて、集団モードの出現と修正されたカップリングを解釈する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 余次元理論において、ブレインまたはオルビフォールド固定点におけるゲージ場の局所化された運動項が、放射補正によって生成されるか？
• RQ2 このような局所化された運動項が理論のUV完備化から予測可能か、それとも独立したパラメータとして扱われる必要があるか？
• RQ3 これらの項は、カーラッツ＝カインスペクトル（質量、波動関数、ブレインおよびボリューム物質へのカップリングを含む）にどのように影響を与えるか？
• RQ4 ブレインの不透明性の物性的結果、特にモードの遮断と集団状態の形成に関しては何か？
• RQ5 ブレイン運動項の存在が、余次元モデルにおけるゲージカップリングの重縮重み関数の進化にどのように影響を与えるか？

主な発見

• 放射補正により、ブレインまたはオルビフォールド固定点におけるゲージ場の局所化された運動項が生成され、これは対数発散を示し、UVパラメータからの予測が不可能である。
• この項は、有効場理論において独立した一次項パラメータとして扱われるべきであり、ループ補正として扱うべきではない。
• ブレイン運動項の存在により、高次のカーラッツ＝カインモードがブレイン局在物質から遮断される。これは、普遍的カップリングを仮定する標準的仮定とは反する。
• カーラッツ＝カインスペクトルは著しく歪められる：質量と波動関数は、余次元のサイズだけでなく、ブレイン運動項にも依存する。
• ブレイン運動項によって決定される質量を持つ集団的カーラッツ＝カインモードが出現する可能性がある。
• 非常に高エネルギー領域では、余次元における空間的分離に起因して、粒子間の相互作用が抑制され、断面積が小さくなる。