[論文レビュー] Extended quasidilaton massive gravity is ghost free

Shinji Mukohyama|arXiv (Cornell University)|Sep 9, 2013

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、修正されたユニタリゲージにおける非線形なスリップベクトル変換を実行することで、拡張されたクェイジディラトン質量重力がボルウェア＝デイサーのゴーストを含まないことを示している。これによりハミルトニアンはラプス関数に関して線形化され、危険な自由度を排除する一次的制約が明らかになる。これは、最近の理論の整合性を疑問視する主張を解消するものである。

ABSTRACT

In the extended quasidilaton massive gravity, in a modified unitary gauge, we perform a nonlinear transformation of the shift vector so that the Hamiltonian density of the system becomes linear in the lapse function. It is then straightforward to find the primary constraint that removes the (would-be) Boulware-Deser ghost. This refutes a recent claim against the consistency of the theory.

研究の動機と目的

• 最近の主張により、Boulware-Deserゴーストの存在によって、拡張されたクェイジディラトン質量重力の整合性が疑問視されていることの解決を図ること。
• ハミルトニアン構造を解析することで、理論にゴーストモードが存在しないことを確立すること。
• 修正されたユニタリゲージにおけるスリップベクトルの非線形変換が、ラプス関数に関して線形なハミルトニアン密度をもたらすことを示すこと。
• 線形化されたハミルトニアンから生じる一次的制約が、仮想のゴースト自由度を除去することを特定すること。
• ハミルトニアン解析を用いて、拡張されたクェイジディラトン質量重力フレームワークにおけるゴースト自由の厳密な証明を提供すること。

提案手法

• 拡張されたクェイジディラトン質量重力の作用におけるスリップベクトルの非線形変換を実行し、ハミルトニアン構造を単純化すること。
• 物理的でない自由度を排除し、正準解析を単純化するために、修正されたユニタリゲージを採用すること。
• ハミルトニアン密度を導出し、変換後、ラプス関数に関して線形になることを示すこと。
• ラプス関数への線形依存性から生じる一次的制約を同定し、Boulware-Deserゴーストを除去すること。
• 標準的なハミルトニアン制約解析を適用して、物理的領域におけるゴーストモードの不在を確認すること。
• 得られた制約構造を用いて、Boulware-Deserモードに関連する強い結合問題やユニタリティ違反が理論に存在しないことを証明すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 最近の主張にあるように、拡張されたクェイジディラトン質量重力にBoulware-Deserゴーストが存在するか？
• RQ2 修正されたユニタリゲージにおけるスリップベクトルの非線形再定義が、ラプス関数に関して線形なハミルトニアン密度をもたらすか？
• RQ3 ハミルトニアンのラプス関数への線形依存性が、ゴーストモードを除去する一次的制約を生成するか？
• RQ4 結果として得られる理論は、Boulware-Deserモードに関連する強い結合やユニタリティ違反から自由であるか？
• RQ5 ハミルトニアン解析を用いて、理論のゴースト自由性を厳密に確立できるか？

主な発見

• 修正されたユニタリゲージにおけるスリップベクトルの非線形変換により、ハミルトニアン密度がラプス関数に関して線形化された。
• この線形性により、正準形式における一次的制約の特定が直接可能になった。
• 一次的制約が、仮想のBoulware-Deserゴーストモードを排除し、危険な自由度の不在を確認した。
• したがって、理論はゴースト自由であり、最近の整合性の欠如を疑問視する主張とは矛盾する。
• ハミルトニアン解析により、非線形領域における理論の整合性が厳密に証明された。
• この結果により、拡張されたクェイジディラトン質量重力が、強い結合問題を伴わず、有効な非線形質量重力理論であることが確立された。