[論文レビュー] Low-energy structure of six-dimensional open-string vacua

Fabio Riccioni|ArXiv.org|Mar 18, 2002

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、(1,0)超重力がテンソル、ベクトル、ハイパーマトリックスとカップルする六次元オープンストリング真空の低エネルギー効果的場理論を調査している。異常、特にゲージおよび超対称性異常は一般化されたグリーン・シュクラー機構によりキャンセルされ、その結果得られる理論は超対称性ではなくWess-Zumino整合性条件によって完全に決定され、四次ガウジノカップリングが未決定のままである。この枠組みにより、局所的超対称性が特定のブレイン上で非線形に実現される、ブレイン超対称性の破れを伴う整合的なモデルが可能になる。

ABSTRACT

This dissertation reviews some properties of the low-energy effective actions for six dimensional open-string models. The first chapter is a pedagogical introduction about supergravity theories. In the second chapter closed strings are analyzed, with particular emphasis on type IIB, whose orientifold projection, in order to build type-I models, is the subject of the third chapter. Original results are reported in chapters 4 and 5. In chapter 4 we describe the complete coupling of (1,0) six-dimensional supergravity to tensor, vector and hypermultiplets. The generalized Green-Schwarz mechanism implies that the resulting theory embodies factorized gauge and supersymmetry anomalies, to be disposed of by fermion loops. Consequently, the low-energy theory is determined by the Wess-Zumino consistency conditions, rather than by the requirement of supersymmetry, and this procedure does not fix a quartic coupling for the gauginos. In chapter 5 we describe the low-energy effective actions for type-I models with brane supersymmetry breaking, resulting form the simultaneous presence of supersymmetric bulks, with one or more gravitinos, and non-supersymmetric combinations of BPS branes.The consistency of the resulting gravitino couplings implies that local supersymmetry is non-linearly realized on some branes. We analyze in detail the ten-dimensional $USp(32)$ model and the six-dimensional (1,0) models.

研究の動機と目的

• 六次元オープンストリングモデル、特に最小超対称性を有するものの低エネルギー効果的場理論を理解すること。
• (1,0)六次元超重力がテンソル、ベクトル、ハイパーマトリックスとどのようにカップルするかを分析し、その結果得られる理論の制約を特定すること。
• バルク超対称性と非超対称的ブレイン配置が共存するモデルにおける、重力フェルミオンカップリングの整合性を調査すること。
• 超対称性のみでは決定できない場合に、Wess-Zumino整合性条件が低エネルギー作用をどのように固定するかを明確にすること。
• タイプ-Iモデル、特に$USp(32)$および(1,0)モデルの文脈において、ブレイン上での局所的超対称性の非線形実現が及ぼす影響を検討すること。

提案手法

• 超対称性の理論的基礎を築くために、10次元および11次元の超重力理論に焦点を当てた、教育的かつ体系的なレビューから出発する。
• 共変場方程式と異常整合性条件を用いて、(1,0)六次元超重力がテンソル、ベクトル、ハイパーマトリックスとカップルする完全な相互作用を導出する。
• 一般化されたグリーン・シュクラー機構を適用してゲージおよび超対称性異常をキャンセルし、これらの異常はフェルミオンループによってキャンセルされなければならないことを示す。
• Wess-Zumino整合性条件を低エネルギー作用の主な制約として用い、超対称性よりも優先的に作用させることで、四次ガウジノカップリングが未決定のままとなる理論を導く。
• ブレイン超対称性の破れモデルに対して、重力フェルミオン相互作用の一貫性を満たす低エネルギーカップリングを構築し、その結果としてブレイン上での局所的超対称性が非線形に実現されることを示す。
• 10次元の$USp(32)$モデルおよび6次元の(1,0)モデルを詳細に分析し、六次元におけるシミプルクティック・マヨラーニャスピンォルと双線形項の縮約を扱うためにスピンォル代数およびFierz恒等式を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超対称性が理論を完全に固定しない場合、六次元オープンストリング真空の低エネルギー効果的作用はどのように決定されるか？
• RQ2 異常を伴う場合に、Wess-Zumino整合性条件は効果的作用を制約するために果たす役割は何か？
• RQ3 (1,0)六次元超重力が複数のマトリックスとカップルする場合、ゲージおよび超対称性異常はどのように一貫してキャンセル可能か？
• RQ4 バルクが超対称的であるにもかかわらず、ブレイン超対称性の破れが生じる場合、重力フェルミオンカップリングにどのような影響が生じるか？
• RQ5 混合された超対称的および非超対称的ブレインセクターを有するモデルにおいて、局所的超対称性はどのようにブレイン上で非線形に実現されるか？

主な発見

• (1,0)六次元超重力がテンソル、ベクトル、ハイパーマトリックスとカップルする低エネルギー効果的理論は、未決定の四次ガウジノカップリングが存在するため、超対称性のみでは完全に決定されない。
• 特に因子化されたゲージ異常および超対称性異常は、一般化されたグリーン・シュクラー機構によりキャンセルされ、フェルミオンループの存在が不可欠である。
• Wess-Zumino整合性条件が効果的作用の主な制約であり、超対称性が決定的原理を置き換える。その結果、四次ガウジノカップリングは未決定のままとなる。
• ブレイン超対称性の破れを伴うモデルでは、一貫性のある重力フェルミオンカップリングを実現するためには、局所的超対称性がブレイン上で非線形に実現されている必要があるが、バルクは依然として超対称性を保っている。
• 10次元の$USp(32)$モデルおよび6次元の(1,0)モデルの両方とも、これらの条件下で整合的な低エネルギー作用を示しており、ブレイン上での非線形に実現された超対称性が成立している。
• 六次元におけるシミプルクティック・マヨラーニャスピンォルとFierz恒等式の使用により、スピンォル双線形項の整合性が保証され、異常キャンセルおよびカップリング制約の導出を支援する。