[論文レビュー] Deconstructing Supergravity, I: Massive Supermultiplets

Nicholas A. Ondo, Andrew J. Tolley|arXiv (Cornell University)|Dec 27, 2016

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 43被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、5次元超対称重力から4次元の質量のある超multipletを導出するための超対称的脱構築手順を提案している。1サイトの脱構築により、線形化された超対称的拡張としてのN=1 Zinoviev理論が得られ、元の5次元超対称性の半分が保存され、4次元の超対称性代数およびStueckelberg対称性が5次元親理論から正確に再現される。

ABSTRACT

Given the success of the deconstruction program in obtaining ghost-free massive gravity from 5-D Einstein gravity, we propose a modification of the deconstruction procedure that incorporates supersymmetry at the linear level. We discuss the relevant limits of a conjectured interacting theory of a massive spin 2 supermultiplet, and determine the linear theory to be the N=1 Zinoviev theory, a supersymmetric extension of Fierz-Pauli theory. We develop a family of 1-site deconstruction procedures for fermionic fields (yielding Dirac and Majorana mass terms). The deconstruction procedure appropriate for giving fermions a Dirac mass is found to preserve half of the supersymmetry of the 5-D theory. We explicitly check this by deconstructing 5-D N=2 super-Maxwell theory down to 4-D N=1 super-Proca theory, and deconstructing linear 5-D N=2 supergravity down to 4-D N=1 Zinoviev theory, and derive the full 4-D supersymmetry algebras and Stueckelberg symmetries from the 5-D superalgebras and gauge symmetries, respectively. We conjecture that this procedure should admit a generalization to fully non-linear theories.

研究の動機と目的

• 質量のある重力理論における線形レベルでの脱構築プログラムに超対称性を組み込むこと。
• 5次元で予想される相互作用的質量のあるスピン2超multipletから得られる線形理論を特定すること。
• フェルミオン場を生成するディラック質量項およびマヨラナ質量項を導く1サイトの脱構築フレームワークを構築すること。
• 脱構築手順が4次元有効理論において元の5次元超対称性の半分を保存することを確認すること。
• 5次元の超代数およびゲージ対称性から4次元の超対称性代数およびStueckelberg対称性代数を導出すること。

提案手法

• フェルミオンにディラック質量項およびマヨラナ質量項を含む1サイト格子モデルを構築することで、脱構築プログラムに超対称性を組み込む。
• 線形化された有効理論が、質量のあるスピン2粒子のFierz-Pauli理論の超対称的拡張であるN=1 Zinoviev理論であると特定する。
• 次元削減およびKaluza-Kleinモード分解を用いて、5次元N=2超マクスウェル理論および超重力理論を4次元N=1超プローカ理論およびZinoviev理論に結びつける。
• 4次元のスーパーチャージが5次元親理論のそれと比較されることで、保存された超対称性を分析する。
• 5次元の超代数およびゲージ対称性構造から4次元の超対称性代数およびStueckelberg対称性代数を導出する。
• 2つの具体的な例で、5次元のそれらに対応する4次元代数および対称性構造を明示的に構成することで、一貫性を示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 5次元で予想される相互作用的質量のあるスピン2超multipletを脱構築することで得られる線形有効理論は何か？
• RQ2 フェルミオンがディラック質量を獲得する場合、4次元の脱構築理論で保存される超対称性の量はどの程度か？
• RQ3 5次元N=2超重力から脱構築によって4次元N=1 Zinoviev理論が低エネルギー限界として得られるか？
• RQ4 4次元の超対称性チャージおよびStueckelberg対称性は、5次元の超代数およびゲージ対称性からどのように再構成されるか？
• RQ5 脱構築手順は、完全に非線形な超対称的質量のある重力理論へ一般化可能か？

主な発見

• 脱構築によって得られる線形化有効理論は、質量のあるスピン2粒子のFierz-Pauli理論の超対称的拡張であるN=1 Zinoviev理論であると特定された。
• フェルミオンにディラック質量項を与える1サイト脱構築手順は、元の5次元超対称性の正確に半分を保存する。
• 5次元N=2超代数を用いた脱構築手順により、4次元N=1超対称性代数が正確に再構成された。
• 4次元のStueckelberg対称性代数は5次元のゲージ対称性構造から導出され、質量のあるベクトル超multipletの実現の一貫性が確認された。
• 5次元N=2超マクスウェル理論の明示的脱構築により4次元N=1超プローカ理論が得られ、5次元N=2超重力理論の脱構築により4次元N=1 Zinoviev理論が得られた。
• 結果は、脱構築手順が完全に非線形な超対称的質量のある重力理論へ一般化可能であるという予想を支持する。