[論文レビュー] On Mediating Supersymmetry Breaking in D-brane Models

John H. Brodie|ArXiv.org|Jan 17, 2001

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 11被引用数 9

ひとこと要約

本稿は、タイプIIA弦理論のD-braneモデルにおける超対称性の破れを、隠れたD6-braneで破れ、開弦（ゲージ媒介型）および閉弦（重力媒介型）を通じて可視領域に伝わる、『ストリング媒介』と呼ばれる新規メカニズムを提案する。主な結果は、十分なローレンツ対称性を保ち、ブレーン力およびブレーンの湾曲によって2ループでスカラー質量を引き上げることで、タキオンを避ける安定な非超対称ブレーン配置の広いクラスが得られることである。

ABSTRACT

We consider the 3+1 visible sector to live on a Hanany-Witten D-brane construction in type IIA string theory. The messenger sector consists of stretched strings from the visible brane to a hidden D6-brane in the extra spatial dimensions. In the open string channel supersymmetry is broken by gauge mediation while in the closed string channel supersymmetry is broken by gravity mediation. Hence, we call this kind of mediation ``string mediation''. We propose an extension of the Dimopoulos-Georgi theorem to brane models: only detached probe branes can break supersymmetry without generating a tachyon. Fermion masses are generated at one loop if the branes break a sufficient amount of the ten dimensional Lorentz group while scalar potentials are generated if there is a force between the visible brane and the hidden brane. Scalars can be lifted at two loops through a combination of brane bending and brane forces. We find a large class of stable non-supersymmetric brane configurations of ten dimensinoal string theory.

研究の動機と目的

• 可視領域にタキオンを生成しないD-braneモデルにおける超対称性破れのメカニズムの開発。
• 開弦・閉弦双対性を用いてゲージ媒介と重力媒介を統合し、『ストリング媒介』をハイブリッドフレームワークとして提唱することによる弦理論における統一。
• フェルミオンおよびスカラー質量が不安定性や物性論的妥当性に反しない条件を同定すること。
• ブレーンモデルへのDimopoulos-Georgi定理の拡張を示し、超対称性を破るには、分離したプローブブレーンのみがタキオンを発生させないことを示すこと。
• ブレーンの湾曲およびブレーン間力が2ループでのスカラー質量の引き上げを通じて非超対称配置を安定化させる仕組みを解明すること。

提案手法

• 開弦・閉弦チャンネル双対性を用いて、ゲージ媒介（開弦系）と重力媒介（閉弦系）を一つの枠組みで関連付ける。
• 可視領域をD-braneに、隠れた領域を余剰次元における別個のD6-braneにモデル化し、ミセッジャー状態をそれらの間の伸びたストリングとして扱う。
• 余剰次元におけるブレーンの回転によってローレンツ対称性を破り、1ループでゲージノ質量を生成する。
• ブレーン間力によるスカラー潜在エネルギ－の生成を分析し、ブレーンの湾曲が2ループでのスカラー質量の引き上げを可能にするメカニズムを提供する。
• GSO射影および分配関数技術を用いて開弦スペクトルを計算し、タキオンの有無を確認する。
• 空間時間超対称性の評価に $ Z_{NS} - Z_{R} = 0 $ を用い、NS系におけるタキオンの存在を特定するための $ u = p' - p $ を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 D-braneモデルにおいて、可視領域にタキオンを生成せずに超対称性を破ることは可能か？
• RQ2 開弦・閉弦双対性を用いた弦理論的枠組みで、ゲージ媒介と重力媒介をどのように統合できるか？
• RQ3 ブレーンの回転およびブレーン間力は、非超対称ブレーン配置におけるフェルミオンおよびスカラー質量の引き上げにどのような役割を果たすか？
• RQ4 Dimopoulos-Georgi定理はどのような条件下でブレーンモデルに一般化可能であり、どのような制約を課えるか？
• RQ5 10次元弦理論において安定な非超対称D-brane配置は存在可能か？ そして、それらはどのように安定化されるか？

主な発見

• 10次元弦理論において、超対称性が分離したプローブブレーンを介して破られる限り、安定な非超対称D-brane配置の広いクラスが存在する。
• ブレーンが10次元ローレンツ群を十分に破る場合、フェルミオン質量は1ループで生成され、ゲージノが質量ゼロのままにならないように保護される。
• スカラー潜在エネルギ－はブレーン間力から生じ、ブレーンの湾曲とブレーン力の両方の効果が組み合わさって2ループでのスカラー質量の引き上げが可能になる。
• 『ストリング媒介』のメカニズムは、開弦・閉弦双対性を通じてゲージ媒介と重力媒介を統合し、開弦は質量のあるミセッジャー状態を介して媒介し、閉弦は木レベルの結合を通じて媒介する。
• ND方向の数 $ u < 4 $ のとき、NS系において安定性が保たれ、タキオンが回避される。
• モデルは、$ F_S $-項やフラックスをオンにすることでゲージノ質量が引き上げられることを示しており、物性論的に妥当な非超対称スピン系への道筋を提供する。