[論文レビュー] On Dp-Dp+4 systems, QCD dual and phenomenology

Horaƫiu Năstase|ArXiv.org|May 8, 2003

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 68被引用数 30

ひとこと要約

本稿では、D3-D7-D5-D7′ ブラネ系を用いて、基本的クォークを有する大N QCDのホログラフィック双対を提案する。ここで超対称性は、D8–D̄8 ブラネの凝集によってD5に破られる。完全なスーパーグラビティ解は未解明のままであるが、この構成は、TeVスケールのストリング理論を要するが、QCDをストリング理論的標準模型に埋め込むための枠組みを提供する。フェルミオンの世代数や質量の一致には課題が伴う。

ABSTRACT

D4-D8 and D3-D7 systems are studied and a possible holographic dual of large N QCD (SU(N) gauge fields and fundamental quarks) is sought. A candidate system is found, for which however no explicit solution is available. Susy is broken by having a $D7-\bar{D7}$ condensing to a D5. The mechanism for supersymmetry breaking is then used to try to construct a Standard Model embedding. One can either obtain too few low energy fields or too many. The construction requires TeV scale string theory.

研究の動機と目的

• 基本的クォークを有する大N QCDおよび破れた超対称性のホログラフィック双対を構築すること。
• Dブラネ構成を用いて、このQCDに類似した理論を現実的な標準模型に埋め込む可能性を検討すること。
• このようなブラネワールドGUT枠組みにおいて、低エネルギー粒子内容（例：フェルミオンの世代、ヒッグス）を一致させる際の制限および課題を特定すること。
• Dブラネの凝集およびT双対性が、非可換的かつ非超対称なQCDに類似した理論を実現する役割を分析すること。
• このホログラフィックな設定内において、標準模型のゲージ群および物質内容を一貫して埋め込むことが可能かどうかを同定すること。

提案手法

• D8–D̄8 ブラネの既知の解を活用し、質量のあるIIB型超重力理論におけるD4-D8系を出発点とする。
• T双対性を適用してD4-D8系をD3-D7系に写像し、基本的物質を有するQCDのホログラフィック記述を可能にする。
• D8–D̄8 ペアの凝集によりD5ブラネを導入し、超対称性を破り、非超対称なQCDに類似した理論を生成する。
• M理論のアップライトと[12,13]の構成を用いて、質量のあるIIB型超重力解のUV完全な枠組みを定義する。
• D3-(D7–D̄7(D5))-D7′ の結果的ブラネ配置を分析し、QCDの候補ホログラフィック双対を記述するが、明示的なスーパーグラビティ解は存在しない。
• オリエンティフォールドおよびDブラネ世界体積作用を用いて、特にSU(5) GUTsにおける標準模型の埋め込みを試みる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 基本的クォークを有する大N QCDのホログラフィック双対は、超対称性や可換性を欠いても構築可能か？
• RQ2 D8–D̄8 ブラネの凝集が、非超対称的かつクォーク閉じ込め性を示すQCDに類似した理論を生成する役割を果たすか？
• RQ3 Dブラネ世界体積構成を用いて、得られたQCDに類似した理論を現実的な標準模型に埋め込むことは可能か？
• RQ4 Dブラネ系を用いた標準模型の埋め込みを試みる際に、なぜ軽い場が少なすぎたり多すぎたりするのか？
• RQ5 このようなホログラフィックGUTモデルの妥当性を高めるために、TeVスケールのストリング理論を要請する意味は何か？

主な発見

• 基本的クォークを有する大N QCDの候補ホログラフィック双対として、D3-D7-D5-D7′ ブラネ系が提案されるが、明示的なスーパーグラビティ解は存在しない。
• 超対称性の破れは、D8–D̄8 ブラネがD5ブラネに凝集することで生じる。これは、非超対称なQCDに類似した理論を生成するために不可欠である。
• D3-D7-D5 系は、調和関数 H_{4,p;q}(x) に関する積分微分方程式を導くが、閉形式の解は得られていない。
• D3-D7-D5-D7′ 系は、ブラネ配置の複雑さのため、そもそも完全なアンザッツでさえも不可能である。
• SU(5) GUTsを用いたモデルの埋め込み試みでは、正しいゲージ群とヒッグスは得られるが、10フェルミオン表現を必要なだけ生成するには余分な状態を過剰に導入する必要がある。
• オリエンティフォールドの導入により、必要な物質スペクトルが得られるが、質量が不自然に大きく、場の数が多すぎることから、素粒子物理学的整合性に欠ける。