[論文レビュー] M-fluences on String Model Building

Gerald Cleaver|ArXiv.org|Jan 1, 1999

Algorithms and Data Compression参考文献 3被引用数 11

ひとこと要約

本論文は、異常なU(1)ₐとMSSMを超えるエキゾチックな粒子を有するヘテロティック弦モデルを提示する。近い弦スケールにおける真空期待値が、DおよびF平坦性条件を満たすことで、U(1)ₐの対称性を同時に破り、すべてのエキゾチック状態に重い質量を与えることを示している。その結果、エキゾチック状態が有効に分離され、低エネルギー理論としてMSSMが実現され、Wittenの予想である弦スケールM_SがMSSMの統合スケールM_MSSMに等しい可能性を支持する。

ABSTRACT

Common to many classes of three family SU(3)_C x SU(2)_L x U(1)_Y string models are an additional anomalous U(1)_A and numerous, often fractionally charged, exotic particles beyond the minimal supersymmetric standard model (MSSM). I present one string model with both of these properties. Using this model as an example, I show how sometimes (near) string scale vacuum expectation values that are both D- and F-flat (to all orders in the superpotential) can simultaneously break the anomalous U(1)_A and give heavy mass to all phenomenologically dangerous exotic states, decoupling them from the low energy spectrum. For this model, some anomaly cancelling directions actually decouple all MSSM exotics, producing the MSSM as the effective field theory just below the string scale. This model realizes Witten's conjecture of possible equivalence between the string scale M_S and the MSSM unification scale M_MSSM. Talk presented at CPT '98, Bloomington, Indiana, 6--8 November 1998

研究の動機と目的

• 異常なU(1)ₐとMSSMを超える分数電荷を有するエキゾチックな粒子を組み込んだ現実的な弦モデルを構築すること。
• 弦スケールに近い真空期待値が、異常なU(1)ₐの対称性を同時に破り、すべてのエキゾチック状態に重い質量を与えることができることを示すこと。
• DおよびF平坦性条件（スーパーポテンシャルのすべての次数において）が、真空を安定化させつつ、物理的に危険なエキゾチック状態を分離できることを示すこと。
• Wittenの予想である弦スケールM_SがMSSMの統合スケールM_MSSMに等しい可能性をテストすること。
• 異常キャンセリング方向を同定し、それが弦スケールより下で有効場理論としてMSSMに自然に至ることを示すこと。

提案手法

• 異常なU(1)ₐと複数の分数電荷を有するエキゾチック状態を有するヘテロティック弦モデルを構築すること。
• 弦スケールまたはその近傍における真空期待値（VEV）にD平坦性およびF平坦性条件を適用すること。
• すべてのスーパーポテンシャル次数において、すべてのVEVが平坦であることを保証し、対称性の破れ中に超対称性を保存すること。
• 得られた質量スペクトルを解析し、すべてのエキゾチック粒子が重い質量を獲得することを確認すること。
• 異常にキャンセリングする方向を特定し、それが弦スケールより下でMSSMが有効場理論として現れることを示すこと。
• 異常キャンセリングおよび平坦性制約を満たす真空配置が、すべての整合性条件を満たしてい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 異常なU(1)ₐとエキゾチックな粒子を有する弦モデルが、弦スケールでDおよびF平坦性を達成し、U(1)ₐを対称性破れさせることができるか？
• RQ2 弦スケールに近い真空期待値が自然にすべてのエキゾチック状態に重い質量を与え、低エネルギースペクトルから分離させることができるか？
• RQ3 真空配置における異常キャンセリング方向を通じて、MSSMが弦スケールより下の有効場理論として現れ得るか？
• RQ4 一貫性のある弦モデルにおいて、弦スケールM_SがMSSMの統合スケールM_MSSMに等しい可能性は存在するか？
• RQ5 DおよびF平坦性条件は、真空の安定化と物理的妥当性の確保にどのような役割を果たすか？

主な発見

• スーパーポテンシャルのすべての次数においてDおよびF平坦性が実現され、U(1)ₐの対称性破れ中の真空安定性が保証される。
• すべてのエキゾチック粒子が弦スケールまたはその近傍で重い質量を獲得し、低エネルギースペクトルから分離される。
• 特定の真空配置における異常キャンセリング方向が、MSSMのエキゾチック状態を完全に分離させ、弦スケールよりわずかに下でMSSMが有効場理論として現れる。
• 真空配置は、Wittenの予想である弦スケールM_SがMSSMの統合スケールM_MSSMに等しい可能性を支持する。
• 平坦性と質量生成を通じて、MSSMが低エネルギー有効場理論として実現される弦理論的メカニズムの明確な実装が得られた。