[論文レビュー] D-Brane Dynamics Near NS5-Branes

David Kutasov|ArXiv.org|May 7, 2004

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 41被引用数 62

ひとこと要約

この論文は、Dp-brane が NS5-brane に近づく際のリアルタイムダイナミクスを、Dirac-Born-Infeld (DBI) アクションを用いて研究しており、D-brane が五重膜に近づくにつれてその圧力が時間とともに指数関数的に減少し、圧力のない流体状態に近づくことを示している。この系は、五重膜の喉部で伝播するモードへと崩壊すると提案されており、喉部の深部における径方向運動は、正確に解けるワールドーシート CFT で記述される。

ABSTRACT

We use the Dirac-Born-Infeld action to study the real time dynamics of a $Dp$-brane propagating in the vicinity of $NS5$-branes. This problem is closely related to tachyon condensation on an unstable D-brane, with the role of the tachyon played by the radial mode on the D-brane. As the D-brane approaches the fivebranes, its equation of state approaches that of a pressureless fluid. The pressure goes to zero at late times like $\exp(-αt)$; $α$ is a function of the number of fivebranes and of the angular momentum of the D-brane. For unstable D-branes a similar equation of state is taken to signal the decay of the D-brane into closed string radiation. We propose that in our case the D-brane decays into modes propagating in the fivebrane throat, and show that this is consistent with spacetime expectations. We also argue that for radial motions of the D-brane deep inside the throat, the rolling process is described by an exactly solvable worldsheet conformal field theory.

研究の動機と目的

• Dp-brane が NS5-brane に近づく際のリアルタイムダイナミクスを理解すること。これは超対称性を破り、不安定性を引き起こす。
• D-brane が閉じたストリング放射に崩壊するのか、それとも五重膜と束縛状態を形成するのかを調査すること。
• 五重膜の喉部におけるローリング D-brane 動きが、正確に解ける conformal field theory (CFT) で記述されるかどうかを調査すること。
• 角運動量が、D-brane の軌道およびその安定性を決定する上で果たす役割を検討すること。
• 時間に依存するストリング理論的背景におけるタキオン凝縮と類似性を明らかにし、オープンストリング-クローズドストリング双対性を検討すること。

提案手法

• k 個の NS5-brane の背景において、Dp-brane のダイナミクスをモデル化するために Dirac-Born-Infeld (DBI) アクションを用いる。
• 五重膜の喉部幾何における D-brane の径方向運動を分析する。この幾何は、特異的な円錐構造を持つ歪んだ喉部である。
• ユークリッド解をミンコフスキー時空に写像するために Wick 回転技術を適用し、リアルタイム解析を可能にする。
• D-brane の径方向座標の運動方程式を導出し、圧力が時間とともに指数関数的に減少することを示す。
• 臨界角運動量閾値 L = √k l_s E を特定し、これより上では D-brane は五重膜を避け、圧力の減少も抑制される。
• D-brane の崩壊が、五重膜の喉部で伝播するモードに双対すると提案され、時空の期待と整合的である。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Dp-brane が NS5-brane に近づく際、その状態方程式およびエネルギー損失の状況はどのように変化するか？
• RQ2 五重膜の喉部における D-brane の運動は、正確に解けるワールドーシート conformal field theory で記述可能か？
• RQ3 角運動量は、D-brane の軌道にどのように影響を与え、五重膜を避けることができるか？
• RQ4 D-brane が閉じたストリング放射に崩壊することは、時空の期待と整合的であり、オープン-クローズドストリング双対性とも整合的か？
• RQ5 喉部の高エネルギー領域における D-brane の振動的運動から、どのような宇宙論的含意が生じるか？

主な発見

• D-brane の圧力は時間とともに |exp(−αt)| のように指数関数的に減少し、α は五重膜の数と D-brane の角運動量に依存する。
• 遅い時刻において、D-brane の状態方程式は、タキオン凝縮におけるタキオン物質に類似した圧力のない流体状態に近づく。
• 五重膜の喉部の深部における径方向運動は、正確に解けるワールドーシート conformal field theory で記述される。
• 臨界角運動量 L = √k l_s E が存在する。これより下では D-brane は常に五重膜に近づくが、これより上ではそれを避ける。
• 臨界角運動量付近では圧力の指数的減少が抑制され、ダイナミクスに顕著な定性的な変化が生じる。
• D-brane は、時空の期待と整合的であり、オープンストリングダイナミクスに双対する五重膜の喉部で伝播するモードへの崩壊であると提案される。