[論文レビュー] MSSM GUT String Vacua, Split Supersymmetry and Fluxes

E.G. Floratos, Christos Kokorelis|ArXiv.org|Jul 26, 2006

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 33被引用数 14

ひとこと要約

この論文は、3世代のMSSMスペクトルを実現し、パティ・サラムゲージ群を備えた、タイプIIAのトロイダルオルビフォールド上の非超対称なストリング真空を初めて完全に一貫して構築した。この真空では、$2.04 \times 10^{16}$ GeVで現実的なゲージ結合定数の統一が達成され、質量を持つ余剰状態も含む。この実現は、フラックスを伴う交差するD6-braneを用いて達成され、超対称性は別のN'=1超対称性を保つメッセンジャーセクターによって破られる。その結果、スカラーマスが等しいスピンゼロ粒子とヒッグスティノに似たLSPを持つ、ストリング理論的実現のスプリット超対称性が得られる。

ABSTRACT

We show that previous proposals to accommodate the MSSM with string theory N=0 non-supersymmetric compactifications coming from intersecting D6-branes may be made fully consistent with the cancellation of RR tadpoles. In this respect we present the first examples of non-supersymmetric string Pati-Salam model vacua with starting observable gauge group $SU(4)_c SU(2)_L SU(2)_R$ (SU(2) from Sp(2)'s) that accommodate the spectrum of the 3 generation MSSM with a gauged baryon number with all extra exotics (either chiral or non-chiral) becoming massive and all MSSM Yukawas realized. The N=1 supersymmetry of the visible sector is broken by an extra supersymmetry messenger breaking sector that preserves a different N$^{\prime}$=1 susy, exhibiting the first examples of stringy gauge mediated models. Due to the high scale of the models, these models are also the first realistic examples of carriers of stringy split supersymmetry exhibiting universal slepton/squark masses, massive string scale gauginos, {\em unification of SU(3), SU(2) gauge couplings at} $2.04 imes 10^{16}$ GeV, a stable proton and the appearance of a landscape split SM with chiral fermions and only Higgsinos below the scale of susy breaking; the LSP neutralino candidate could also be only Higgsino or Higgsino-Wino mixture. We also add RR, NS and metric fluxes as every intersecting D-brane model without fluxes can be accommodated in the presence of fluxes. The addition of metric fluxes in the toroidal lattice also stabilizes the expected real parts of all in AdS closed string moduli (modulo D-term affects), leaving unfixed only the imaginary parts of Kähler moduli.

研究の動機と目的

• 質量なしの余剰状態を伴わないMSSMスペクトルを実現する完全に一貫した非超対称ストリング真空の構築。
• トロイダルオルビフォールド上の非超対称な交差D6-braneモデルにおけるRRテープルのキャンセルの達成。
• $2.04 \times 10^{16}$ GeVでの現実的なゲージ結合定数の統一と安定な陽子を実現するモデルの構築。
• フラックスと超対称性の破れを用いて、すべての余剰状態が質量を持つように、MSSMをパティ・サラムGUTフレームワークに埋め込むこと。
• スカラーマスが等しく、ヒッグスティノに似たLSPを持つ、ストリング理論的スプリット超対称性の実現。

提案手法

• 交差するD6-braneが可視セクターでN=1超対称性を保つ、トロイダルオルビフォールド上のタイプIIAストリングコンパクト化の構築。
• 複素構造モジュライの安定化とKählerモジュライ（実部）の安定化を、RR、NS、および計量フラックスを用いて行い、虚部のみを未固定のままにする。
• パティ・サラムゲージ群$SU(4)_c \times SU(2)_L \times SU(2)_R$を用いて、交差するD-braneを介し、MSSMのフェルミオンスペクトル（右手系ニュートリノを含む）を実現。
• 別のN'=1超対称性を保つ超対称性の破れメッセンジャーセクターを導入し、ゲージ媒介型のスプリットを実現。
• RRテープルキャンセルを、$\rho = 1, 1/3$および$\epsilon = \tilde{\epsilon}$についての明示的解を用いて保証。
• フラックス誘導型の質量項を用いて、すべてのフェルミオン的および非フェルミオン的余剰状態に質量を付与し、軽い余剰状態が残らないようにする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 タイプIIAストリング理論における非超対称な交差D6-braneモデルは、軽い余剰状態を伴わない3世代のMSSMスペクトルを実現可能か？
• RQ2 非超対称D-braneモデルにおいて、現実的なゲージ結合定数の統一と陽子の安定性を保ちつつ、RRテープルをキャンセル可能か？
• RQ3 D-braneの交差とフラックスを用いて、ストリング理論的モデルがスカラーマスが等しく、ヒッグスティノに似たLSPを持つスプリット超対称性を実現可能か？
• RQ4 RR、NS、計量フラックスが、これらの真空におけるモジュライを安定化させ、低エネルギー有効理論の構造にどのように影響するか？
• RQ5 すべての余剰状態が質量を持ち、すべてのMSSMのユカワカップリングが実現される非超対称なストリングコンパクト化に、パティ・サラムGUTフレームワークを一貫して埋め込めるか？

主な発見

• 本論文は、右手系ニュートリノを含み、質量なしの余剰状態を伴わない3世代のMSSMスペクトルを実現する、パティ・サラムゲージ群$SU(4)_c \times SU(2)_L \times SU(2)_R$を持つ非超対称ストリング真空の最初の例を提示した。
• すべてのフェルミオン的および非フェルミオン的余剰状態は、フラックス誘導型およびユカワカップリングにより質量を持ち、安定な陽子と追加の軽い状態のない状態が保証される。
• ゲージ結合定数の統一は$2.04 \times 10^{16}$ GeVで達成され、SU(5)-類似モデルでは$\sin^2\theta_W = 3/8$となる。
• スカラーマスが等しく、ストリングスケールのゲージノが質量を持ち、ヒッグスティノに似たまたはヒッグスティノ・ウィノ型のLSPを持つ、ストリング理論的スプリット超対称性が実現される。
• 計量フラックスは、すべての閉弦モジュライ（Kählerおよび複素構造）の実部を安定化させ、Kählerモジュライの虚部のみを未固定のままにする。
• $\rho = 1, 1/3$および$\epsilon = \tilde{\epsilon}$についての明示的解を用いて、RRテープルキャンセルが完全に一貫していることが示された。