[論文レビュー] Geometry of Particle Physics

Martijn Wijnholt|ArXiv.org|Mar 6, 2007

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 58被引用数 9

ひとこと要約

本稿では、特異点におけるD-braneから、オリエンティフォールディングおよび既存のキーバー理論のヒッグス化を用いて、最小超対称標準模型（MSSM）や他のキーバーゲージ理論を構成する手法を提示する。超対称理論を真空期待値および質量項による系としての変形を通じて体系的に、著者らは幾何的枠組みからMSSMの粒子内容と相互作用を導出し、重力の制御された分離を伴う弦理論的幾何から現実的な素粒子模型が出現しうることを示している。

ABSTRACT

We explain how to construct a large class of new quiver gauge theories from branes at singularities by orientifolding and Higgsing old examples. The new models include the MSSM, decoupled from gravity, as well as some classic models of dynamical SUSY breaking. We also discuss topological criteria for unification.

研究の動機と目的

• 特異点におけるD-brane配置からMSSMや他のキーバーゲージ理論を体系的に導出する手法の開発。
• 変形中に超対称性を保ちつつ、正しい量子数と結合定数を持つ現実的なモデルを構築する課題への対処。
• MSSMをより大きなキーバー理論に埋め込み、ヒッグス化および質量項による変形を通じて幾何的記述を確立すること。
• 局所的D-brane構成が重力を分離させつつ有限なSM結合定数を保つUV完全モデルとしての有効性の調査。
• 導出されたキーバー理論におけるセイバーグ双対性によって、複合ヒッグス場がどのように生成されるかの調査。

提案手法

• 既存のオリエンテッドキーバー理論からオリエンティフォールディングを用いて非オリエンテッドキーバーゲージ理論を生成し、MSSMのような現実的なモデルの構築を可能にする。
• 真空期待値（VEVs）を用いたヒッグス化によりゲージ群を破壊し、MSSMと整合するフェルミオンのカイラルな物質内容を生成する。
• 質量項の適用により重いモードを統合しつつ、超対称性を保存し、低エネルギー有効理論に対する制御を維持する。
• 対応原理の利用：4次元プランクスケールを無限大に近づける分離極限をとることで、重力のない局所的記述を保ちつつ、SM結合定数を有限に保つ。
• エネルギースケールの幾何的解釈として、特異点からの半径的距離を用い、ヒッグス化された理論が元の幾何の小さな近傍を記述することを示す。
• U(1)またはU(3)ノードにおけるセイバーグ双対性の適用により、複合ヒッグス状況を探索し、双対理論におけるヒッグス場がメソンとして現れることを検討する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 既知の特異点におけるD-brane配置のヒッグス化およびオリエンティフォールディングにより、MSSMをキーバーゲージ理論から導出可能か？
• RQ2 超対称キーバー理論の制御された変形によって、MSSMの結合定数と量子数はどの程度再現可能か？
• RQ3 対応原理が成立する条件下で、MSSMの幾何的構造はその低エネルギーゲージ理論データから一意に特定可能か？
• RQ4 導出されたキーバー理論におけるセイバーグ双対性により、複合ヒッグス場を生成することは可能か？（ヒッグス質量階層の説明可能性を含む。）
• RQ5 非超対称変形の弦的記述は、特異点の幾何とどのように関係するか？特にQCDと重力の分離の文脈で。

主な発見

• MSSMは、デル・ペッツォキーバー理論のヒッグス化およびオリエンティフォールディングとして成功裏に構成可能であり、すべてのSM量子数と結合定数が再現された。
• 分離極限により、有限なSM結合定数を保ちながら重力を除去し、対応原理を満たす。これにより、モデル構築のボトムアップ的かつ重力のない記述が可能となる。
• 質量項とスーパーポテンシャルの変形を独立して調整可能であり、重いモードを統合しつつ低エネルギー理論の超対称性を維持できる。
• U(1)Lノードにおけるセイバーグ双対性は自然にNf = Nc + 1を示し、追加の物質を加えずに複合ヒッグス場の生成メカニズムを示唆する。
• 低エネルギー極限では、U(3)ノードから純粋なSUSY QCDが出現し、開いた弦のコンfinementはコノイド遷移によって記述される。このときD-braneはフラックスに置き換えられ、QCDストリングは基本的IIBストリングの閉じたストリングモードに変わる。
• プランクブレーンには弱い結合のヘテロティック双対が存在し得る。これは、MSSMがヘテロティック弦における小さな瞬間子から生じる双対的記述を示唆し、階層はトロープ幾何によって生成される可能性がある。