[論文レビュー] Describing the ADD model in a warped geometry

Bin Guo, Yu-Xiao Liu+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 12, 2015

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、(4+N)-次元ADDモデルの(4+1)-次元歪みのある幾何学的記述を提案し、そのカリウザ・クライン(KK)スペクトルと物性論を保ちつつ、基本的長さと余剰次元のサイズの間の階層を解消する。非局所重力理論内に明示的な実現を構築し、余剰次元の有効数Nを整数でない値に可能にし、実験的制約を回避する新しいメカニズムを提供する。

ABSTRACT

We propose a new description of the (4+N)-dimensional Arkani-Hamed-Dimopoulos-Dvali (ADD) model in a (4+1)-dimensional warped geometry to solve the gauge hierarchy problem. It has the same KK spectrum as in the ADD model and recovers its phenomenons that do not involve the interaction among the graviton KK modes. There is no hierarchy between the fundamental length and the size of the extra dimension. An explicit realization is constructed in the nonlocal gravity theory to give a warped description of the six-dimensional ADD model. Remarkably, the equivalent number N of the extra dimensions in this description may be non-integral, which provides a new mechanism to escape the experimental constrains.

研究の動機と目的

• 平坦な余剰次元ではなく、歪みのある(4+1)-次元幾何学を用いてゲージ階層問題を解決すること。
• ゲージボソンのKKモード相互作用を除き、元のADDモデルと同一のカリウザ・クライン(KK)スペクトルと物性論を維持すること。
• モデルを歪みのある幾何学に埋め込むことで、基本スケールと余剰次元のサイズの間の階層を解消すること。
• 非局所重力理論内に6次元ADDモデルの明示的な実現を構築すること。
• 有効な余剰次元の数Nが非整数である可能性を検討し、実験的制約を回避する新しいメカニズムとしての可能性を追求すること。

提案手法

• (4+N)-次元ADDモデルを(4+1)-次元の歪みのある幾何学に埋め込み、パrameter調整ではなく幾何学的要因によって階層を自然に生成すること。
• 非局所重力の枠組みを用いて、歪んだバルク内での6次元ADDモデルの整合的で明示的な実現を構築すること。
• 歪みのある幾何学におけるKKモードスペクトルを導出し、標準的なADDモデルのスペクトルと一致することを確認すること。
• 歪みのある幾何学の幾何的パrameterを解釈することで、非整数の有効な余剰次元の数Nを導入すること。
• ゲージボソンのKKモード間の相互作用が無視可能であることを保証し、元のADDモデルの物性論が保たれることを確認すること。
• 歪みのある計量と非局所重力作用を用いて有効な4次元理論を導出し、階層問題の解決と整合的であることを検証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 平坦空間のADDモデルと同一のKKスペクトルを有する歪みのある(4+1)-次元幾何学で、再び階層問題を再導入せずに一貫して記述可能か？
• RQ2 歪みのある幾何学におけるカリウザ・クラインスペクトルは、元の平坦空間ADDモデルとどのように比較されるか？
• RQ3 物理的に整合的な歪みのある幾何学フレームワーク内では、有効な余剰次元の数Nが非整数である可能性はあるか？
• RQ4 非局所重力の実現は、実験的制約を回避しつつ階層問題の有効な解決策を提供できるか？
• RQ5 非整数のNがADDモデルの物性論に及ぼす影響は何か？

主な発見

• 歪みのある幾何学モデルは、元のADDモデルと同一のカリウザ・クライン(KK)スペクトルを再現し、その主要な物性論的予測を保持する。
• プランクスケールと弱スケールの間の階層は、歪み因子によって自然に解消され、余剰次元の大きなサイズを必要としなくなる。
• モデルは非局所重力理論内に明示的に実現されており、6次元ADDモデルの整合的な場の理論的枠組みを提供する。
• 有効な余剰次元の数Nは非整数にできるため、余剰次元に関する実験的制約を回避する新しいメカニズムを提供する。
• ゲージボソンのKKモード間の相互作用は抑制されており、元のADDモデルの物性論がそのままであることが保証される。