[論文レビュー] Non-supersymmetric AdS and the Swampland

Hirosi Ooguri, Cumrun Vafa|arXiv (Cornell University)|Oct 5, 2016

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 44被引用数 25

ひとこと要約

この論文は、超対称理論におけるBPS状態を除き、重力的力が電磁気的力よりも厳密に弱いという、弱い重力予想（WGC）の鋭い形を提唱する。非超対称な反ド・ジッター（AdS）真空中でフラックスが支える状態は、クーロン反発によって引き起こされるブレイン核生成によって不安定であることが示され、有限の物質場を伴う一貫した量子重力理論においては、このようなAdSホログラフィーは存在し得ないことを示唆する。

ABSTRACT

We propose to sharpen the weak gravity conjecture by the statement that, except for BPS states in a supersymmetric theory, the gravitational force is strictly weaker than any electric force and provide a number of evidences for this statement. Our conjecture implies that any non-supersymmetric anti-de Sitter vacuum supported by fluxes must be unstable, as is the case for all known attempts at such holographic constructions.

研究の動機と目的

• 超対称理論におけるBPS状態を除き、重力が電磁気力よりも厳密に弱いことを主張することで、弱い重力予想を精錬すること。
• 弦理論／M理論の compactification におけるフラックスで支えられる非超対称AdS真空中の安定性を調査すること。
• このような真空中がブレイン核生成によって不安定であると主張し、一貫したホログラフィー双対記述が不可能であることを示すこと。
• アインシュタイン重力と有限個の物質場を伴う量子重力理論において、非超対称AdSホログラフィーは根本的になく、実現不可能であると提唱すること。
• 非超対称AdS/CFT双対性の既知の例がないことの背後にある理由を、技術的障害ではなく、より深い量子重力的制約の結果であると説明すること。

提案手法

• 鋭いWGCを提唱：超対称理論におけるBPS状態を除き、重力的力が電磁気的力よりも厳密に弱いこと。
• 弦理論におけるフラックス安定化AdS真空中を分析し、AdS幾何学が(p+1)形式ゲージポテンシャルの非ゼロの場強度によって生じることを検討する。
• 鋭いWGCを適用し、張力が電荷より小さいブレインの存在を予測し、AdS内で核生成が起こることを示す。
• [32]のインスタントン解を用いて、超対称性を破るサイクルが収縮することでAdS幾何学が「何もなくなる」トンネル過程を記述する。
• 崩壊過程を、ホライズンから始まり有限時間で時空を消費する「何もの泡」の拡張としてモデル化する。
• 対称的K3の積上の超対称的および非超対称的シグマ模型を比較し、非超対称の場合にはマージナル演算子が存在しないことを示し、重力双対が遮断されることを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非超対称理論における非BPS状態を除外できるように、弱い重力予想を鋭くできるか？
• RQ2 なぜ、フラックスで支えられるすべての既知の非超対称AdS真空中が不安定に見えるのか？
• RQ3 一貫した量子重力理論において、非超対称AdSホログラフィーを実現する根本的障害はあるか？
• RQ4 有限の物質内容を伴う非超対称CFTにホログラフィー双対が存在できないのは、何が原因か？
• RQ5 オルビフォールド点で共形的であるにもかかわらず、非超対称的対称的積CFTがなぜ重力双対を許さないのか？

主な発見

• 鋭いWGCにより、フラックスで支えられる任意の非超対称AdS真空中が、クーロン反発によって引き起こされるブレイン核生成によって不安定であることが示される。
• フラックスに対して電荷を持つブレインは、有限時間で核生成し、拡張することでフラックスを減少させ、AdS幾何学を不安定にする。
• 非BPS状態では電気的反発力が重力的引力を上回るため、安定なAdS真空中の条件を満たさず、不安定性が生じる。
• 極限的ブレインの近傍ホライズン近傍では、重力的時間遅延のため崩壊が瞬時に起こり、安定なホログラフィー双対が不可能になる。
• 非超対称AdSホログラフィーの欠如は、技術的障害によるものではなく、根本的な量子重力的制約によるものである。
• ボソン的対称的K3積のような非超対称CFTは、オルビフォールド点から離れるために必要な正確なマージナル演算子を欠いているため、弱い結合重力双対が得られない。