[論文レビュー] How Strings Make Do without Supersymmetry: An Introduction to Misaligned Supersymmetry

Keith R. Dienes|arXiv (Cornell University)|Sep 20, 1994

Earth Systems and Cosmic Evolution被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、時空の超対称性が存在しない場合でも有限な振幅を維持するように、ボソン状態とフェルミオン状態が各エネルギー準位で協調する仕組みである「ずれた超対称性（misaligned supersymmetry）」を導入する。モジュラー不変性と物理的タキオンの不在が、状態の分布を制約し、超対称性の破れが有限なストリング振幅を保つ上で自然に制限されることを示している。

ABSTRACT

We provide a non-technical introduction to "misaligned supersymmetry", a generic phenomenon in string theory which describes how the arrangement of bosonic and fermionic states at all string energy levels conspires to preserve finite string amplitudes even in the absence of spacetime supersymmetry. Misaligned supersymmetry thus naturally constrains the degree to which spacetime supersymmetry can be broken in string theory while preserving the finiteness of string amplitudes, and explains how the requirements of modular invariance and absence of physical tachyons affect the distribution of states throughout the string spectrum.

研究の動機と目的

• 時空の超対称性が存在しない場合でもストリング振幅がなぜ有限に保たれるかを説明すること。
• モジュラー不変性とタキオンの不在がストリングスペクトルを制約する役割を特定すること。
• 非超対称ストリング理論における有限性の自然なメカニズムとして「ずれた超対称性」の概念を導入すること。
• 時空の超対称性が破れているにもかかわらず、各エネルギー準位におけるボソン状態とフェルミオン状態のバランスが有限性を保つ仕組みを明確にすること。
• ストリング理論のスペクトルにおける状態レベルでのキャンセレーションを理解するための非技術的フレームワークを提供すること。

提案手法

• 各エネルギー準位におけるストリング状態のスペクトルを分析し、ボソン的およびフェルミオン的寄与の間のキャンセレーションを同定する。
• モジュラー不変性の要請を適用して、エネルギー準位間での状態の分布を制約する。
• 物理的タキオンの不在を、スペクトルを形作る条件として検討し、超対称性の破れの度合いを制限する。
• ストリング振幅の構造を用いて、時空の超対称性がなくても有限性が保たれることを示す。
• 時空の対称性と内部の状態統計の相互作用を活用して、スペクトルに課される制約を導出する。
• コンformal field theoryとストリングのコンactificationに関する結果を活用し、実際の例を通じてこのメカニズムを説明する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 時空の超対称性が存在しない場合、なぜストリング振幅が有限に保たれるのか？
• RQ2 モジュラー不変性と物理的タキオンの不在が、ストリングスペクトルをどのように制約するのか？
• RQ3 各エネルギー準位におけるボソン状態とフェルミオン状態は、非超対称ストリング理論においてどのように協力して有限性を保っているのか？
• RQ4 有限な振幅を維持しつつ、時空の超対称性がどれほど破れうるのか、その限界は何か？
• RQ5 ストリングスペクトル全体における状態の配置が、どのように「ずれた超対称性」を生じさせるのか？

主な発見

• ずれた超対称性は、各エネルギー準位におけるボソン状態とフェルミオン状態のバランスによって、時空の超対称性がなくても有限なストリング振幅を保証する。
• モジュラー不変性は、状態の分布に強く制約を課し、任意の超対称性の破れを防ぐ。
• 物理的タキオンの不在は、スペクトルを形作る重要な条件であり、超対称性の破れの度合いを制限する。
• ずれた超対称性のメカニズムは、ストリング理論における状態統計と対称性の制約の相互作用から自然に生じる。
• 有限な振幅は、時空の超対称性に依存しないキャンセレーションによって保たれ、ストリングスペクトルの詳細な構造から生じる。
• このフレームワークは、時空の超対称性が欠如しているにもかかわらず、特定の非超対称ストリングモデルがなぜ有効であり、有限なままであるかを説明する。