[論文レビュー] Cosmology and Models of Supersymmetry Breaking in String Theory

Ram Brustein|ArXiv.org|Jun 28, 1994

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 2被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、初期宇宙における非真空初期条件から進化するモジュライ場（特にドライバトン場）の下で、ストリング理論におけるドライバトン場の宇宙論的進化を調査し、超対称性の破れがどのように生じるかに注目している。ドライバトン場がその真空期待値へ動的になだれ込む過程が、超対称性の破れを引き起こすと提案しており、初期宇宙の宇宙論的物理およびモジュライ場の安定化に重要な意味を持つ。

ABSTRACT

Supersymmetry breaking in string theory is expected to occur when moduli fields acquire non-trivial expectation values. In the early universe these fields start out displaced from their final destinations. I present some recent ideas about the cosmological evolution of the dilaton modulus field on the way to its vacuum expectation value.

研究の動機と目的

• ストリング理論における超対称性の破れの宇宙論的意味を理解すること、特にモジュライ場のダイナミクスを通じたものに焦点を当てる。
• 初期宇宙における非真空初期条件からのドライバトン場の進化を分析すること。
• ドライバトン場がその真空期待値へ向かう緩和過程が、どのように有効な超対称性の破れを引き起こすかを調査すること。
• 初期宇宙の宇宙論におけるモジュライの安定化の役割と、低エネルギー物理への影響を検討すること。
• ストリング理論的モジュライダイナミクスと観測可能な宇宙論的現象を結びつけるフレームワークを提供すること。

提案手法

• ストリング理論におけるドライバトン場の有効ポテンシャルを分析し、非自明な真空構造に注目する。
• 初期宇宙を、ドライバトン場が最小値からずれて開始され、時間的に真空へと動的に進化する系としてモデル化する。
• 有効場理論と宇宙論的ダイナミクスの技術を用いて、ドライバトン場の時間的進化を追跡する。
• 非摂動的効果と量子補正がドライバトンポテンシャルに与える影響を検討する。
• コンact化されたストリング理論の枠組みを用いて、ドライバトンの緩和過程で超対称性の破れが生成される条件を導出する。
• ドライバトンの真空期待値がストリング結合定数を決定し、結果として超対称性の破れのスケールを規定するというアイデアを組み込む。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ストリング理論において、非真空初期状態にあるドライバトン場はどのように宇宙論的に進化するか？
• RQ2 モジュライ場の緩和過程で、超対称性の破れがどのようにダイナミカルに生成されるか？
• RQ3 ドライバトンの真空期待値は、低エネルギー有効理論における超対称性の破れスケールとどのように関係するか？
• RQ4 初期宇宙におけるゆっくりとした緩和を示すドライバトン場の進化が、宇宙論的結果に与える影響は何か？
• RQ5 ドライバトンダイナミクスによるモジュライ場の安定化が、プランクスケールと弱スケールの間の階層問題を説明できるか？

主な発見

• ドライバトン場は非最小初期値からその真空期待値へ向かって進化し、この緩和過程中に有効な超対称性の破れを引き起こす。
• ドライバトン場が最小値へ向かって転がる過程で、超対称性の破れがダイナミカルに生成され、その破れスケールはドライバトンの真空値によって決定される。
• ドライバトンの宇宙論的進化は、非摂動的補正を含む有効ポテンシャルによって支配され、時間とともに場が安定化される。
• ドライバトンの最終的値がストリング結合定数を決定し、それが低エネルギーにおける超対称性の破れスケールを規定する。
• ドライバトンの緩和時間が十分に長ければ、熱平衡化とエントロピー生成が可能となり、階層問題が軽減される可能性があるとモデルが示唆する。
• このフレームワークは、物性論的制約と整合的である、小さな有効なソフト破れ項を自然に生成するメカニズムを提供する。