[論文レビュー] Deformed Intersecting D6-Brane GUTS and N=1 SUSY

Christos Kokorelis|ArXiv.org|Dec 22, 2002

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 35被引用数 15

ひとこと要約

この論文は、タイプIIAオルビフォールドにおける非超対称で六スタックのD6-braneが交差するブレーン模型を提案し、ちょうど三世代のクォーカーとレプトン、余分な物質なし、および陽子安定性を実現するパティ・サラムGUTを実現する。クォーク/レプトンの量子数周辺の交差構造を変形し、追加のブレーンを介してN=1超対称セクターを統合することで、一般化されたグリーン・シュクラー機構を介して異常を受けるU(1)'sが質量を持たず、右巻きニュートリノ質量がメジャウナ型となることが保証される。同時に、標準模型のゲージ群を維持し、GUTスケールでm_e = m_dの関係が成立する。

ABSTRACT

We analyze the construction of non-supersymmetric three generation six-stack Pati-Salam (PS) $SU(4)_C imes SU(2)_L imes SU(2)_R$ GUT classes of models, by localizing D6-branes intersecting at angles in four dimensional orientifolded toroidal compactifications of type IIA. Special role in the models is played by the presence of extra branes needed to satisfy the RR tadpole cancellation conditions. The models contain at low energy {\em exactly the Standard model} with no extra matter and/or extra gauge group factors. They are build such that they represent deformations around the quark and lepton basic intersection number structure. The models possess the same phenomenological characteristics of some recently discussed examples (PS-A, PS-I; PS-II GUT classes; hep-th/0203187, hep-th/0209202; hep-th/0210004) of four and five stack PS GUTS respectively. Namely, there are no colour triplet couplings to mediate proton decay and proton is stable as baryon number is a gauged symmetry. The mass relation $m_e = m_d$ at the GUT scale is recovered. Even though more complicated, than in lower stack GUTS, the conditions of the non-anomalous U(1)'s to survive massless the generalized Green-Schwarz mechanism are solved consistently by the angle conditions coming from the presence of N=1 supersymmetric sectors involving the presence of {\em extra} branes and also required for the existence of a Majorana mass term for the right handed neutrinos.

研究の動機と目的

• タイプIIA超弦理論における非超対称で現象論的に実現可能なGUTモデルを構築し、正確に標準模型にまで対称性が破れる三世代のモデルであり、余分な物質を含まないものとする。
• バリオン数をゲージ化することで陽子安定性を保証し、危険なカラーチューブHiggsino結合を回避する。
• N=1超対称セクターで生成されるゲージシングレットを介して、右巻きニュートリノ質量のシー・サウス機構を実現する。
• 一般化されたグリーン・シュクラー機構を介して、残存するU(1)'sの異常キャンセリングと質量なしを達成する。この機構はN=1超対称セクターと追加のブレーンによって可能となる。
• 従来の四スタックおよび五スタックモデルを六スタック構成に拡張しつつ、m_e = m_dの関係がGUTスケールで成立するといった重要な現象論的特徴を維持する。

提案手法

• D6-braneが角度で交差する因子化されたT^6オルビフォールドコンパクト化空間上でモデルを構築し、B場フラックスを伴うD9-brane背景へのT双対性を用いる。
• ブレーン交差の特定の角度条件を課して、タキオンを含まないスケーラーを保証するとともに、N=1超対称セクターを実現する。
• 追加のブレーンを導入してRRタドポールをキャンセルし、一般化されたグリーン・シュクラー機構によって異常を受けるU(1)'sを生成するゲージシングレットを生成する。
• クォークおよびレプトンの交差数構造を変形の基盤として用い、六スタックのパティ・サラムGUTモデルを構築する。
• N=1超対称セクターから導かれる角度条件に依存する一般化されたグリーン・シュクラー機構との整合性を要求することで、残存するU(1)'sが質量を持たないことを保証する。
• 特定のゲージ群およびブレーン配置によって、GUTスケールでm_e = m_dの関係が再現されることを確認する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 タイプIIAオルビフォールドにおける非超対称な六スタックD6-braneモデルは、正確に三世代で余分なフェルミオンを含まず、標準模型にまで対称性が破れるパティ・サラムGUTを実現できるか？
• RQ2 このような非超対称モデルにおいて、カラーチューブHiggsを導入しないで陽子安定性を保証する方法は何か？
• RQ3 N=1超対称セクターは、残存するU(1)'sに対する一般化されたグリーン・シュクラー機構の整合性をどのように保証するか？
• RQ4 非超対称な交差ブレーンモデルにおいて、右巻きニュートリノのメジャウナ質量項はどのように生成されるか？
• RQ5 ブレーン交差幾何学を用いて、六スタックD6-brane GUTモデルがGUTスケールでm_e = m_dの関係を再現できるか？

主な発見

• ゲージ群がSU(4)_C × SU(2)_L × SU(2)_Rであるパティ・サラムGUTが実現され、低エネルギーで正確に標準模型にまで対称性が破れる。三世代のクォークとレプトンが存在し、余分なフェルミオンは存在しない。
• バリオン数がゲージ化されたグローバル対称性であるため、陽子安定性が保証され、カラーチューブHiggsは陽子崩壊を媒介しない。
• GUTスケールでm_e = m_dの関係が、特定の交差数構造とゲージ群の統合によって回復される。
• 一般化されたグリーン・シュクラー機構により、残存するU(1)'sが質量を持たないことが保証され、この機構はN=1超対称セクターから導かれる角度条件によって一貫して実現される。
• 右巻きニュートリノのメジャウナ質量項は、N=1超対称セクターで生成されるゲージシングレットを介して生成され、LSNDの振動実験データと整合する。
• 付録Aに示す角度条件の下では、モデルはタキオンを含まないが、NS-NSタドポールは依然として残っており、安定性は未解決の問題のまま残る。