[論文レビュー] On String Vacua without Supersymmetry: brane dynamics, bubbles and holography

Ivano Basile|arXiv (Cornell University)|Oct 1, 2020

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 9

ひとこと要約

本学位論文は、超対称性のない10次元のストリング真空の安定性を調査し、タキオンを含まないモデルに焦点を当てる。古典的および量子的不安定性はブレインの力学とバブル核生成を通じて分析され、バルクの不安定性と双対ゲージ理論におけるランゲル・フローの間のホログラフィック双対性が提唱され、ストリング理論的ブレイン・ワールド宇宙論が構築され、宇宙論的応用が期待される非超対称ストリングコンパクト化の枠組みが提供される。

ABSTRACT

In this thesis we investigate some aspects of the dramatic consequences of supersymmetry breaking on string vacua. In particular, we focus on the issue of vacuum stability in ten-dimensional string models with broken, or without, supersymmetry, whose perturbative spectra are free of tachyons. After formulating the models at stake in Chapter 2, we introduce their low-energy effective description in Chapter 3, presenting a number of vacuum solutions to the classical equations of motion. In Chapter 4 we analyze their classical stability, studying linearized field fluctuations, and in Chapter 5 we turn to the issue of quantum stability. In Chapter 6 we frame the resulting instabilities in terms of brane dynamics, examining brane interactions and back-reacted geometries. In Chapter 7 we propose a holographic correspondence connecting bulk instabilities with dual renormalization group flows, and we explore a potentially concrete scenario involving world-volume gauge theories. Finally, in Chapter 8 we turn to cosmology, deriving generalized no-go results for warped flux compactifications and concocting a brane-world scenario along the lines of a recent proposal, providing a string-theoretic embedding of constructions of this type. In Chapter 9 we provide a summary and collect some concluding remarks.

研究の動機と目的

• 超対称性の破れが10次元ストリング理論における真空安定性に与える影響を理解すること。
• タキオンを含まない非超対称ストリング真空における古典的および量子的不安定性を分析すること。
• ブレインの力学とバックレアクトされた幾何学が、真空崩壊を駆動する役割を果たすメカニズムを解明すること。
• バルクの不安定性と双対的なランゲル・フローとの間のホログラフィック対応を確立すること。
• 特に曲がったフラックスコンパクト化における非超対称ブレイン・ワールド宇宙論シナリオのストリング理論的埋め込みを構築すること。

提案手法

• タキオンを含まないスペクトルを持つ10次元における非超対称ストリングモデルの定式化。
• 低エネルギー有効スーパーグラビティ記述の導出と、真空解を得るための古典的運動方程式の解法。
• 背景解の周りにおける線形化された場の揺らぎを通じた古典的安定性の検討。
• 偽真空崩壊の文脈において、バブル核生成と崩壊率を用いた量子的不安定性の分析。
• 真空崩壊のダイナミクスを理解するために、ブレイン相互作用とバックレアクトされた幾何学の検討。
• バルクの不安定性を双対的世界面ゲージ理論におけるランゲル・フローに写像するホログラフィック双対性の提唱。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 10次元における非超対称でタキオンを含まないストリング真空の古典的および量子的安定性特性は何か？
• RQ2 ブレインの力学とバックレアクトされた幾何学は、非超対称コンパクト化における真空崩壊にどのように寄与するか？
• RQ3 バルクの真空不安定性と双対的なランゲル・フローとの間でホログラフィック対応を確立できるか？
• RQ4 曲がったフラックスコンパクト化における非超対称ブレイン・ワールド宇宙論シナリオの宇宙論的含意は何か？
• RQ5 このような宇宙論的モデルの整合的なストリング理論的埋め込みはどのように構築できるか？

主な発見

• 本研究では、非超対称でタキオンを含まない10次元ストリング真空に古典的および量子的不安定性が存在することを特定し、バブル核生成による本質的な真空崩壊を示唆している。
• ブレインの力学とバックレアクトされた幾何学が、真空崩壊を媒介する中心的役割を果たすことが示された。特に、ブレイン相互作用がバルクにおける不安定性を引き起こす。
• バルクの真空不安定性を双対的世界面ゲージ理論におけるランゲル・フローに写像するホログラフィック双対性が提唱された。
• 非超対称設定における安定な曲がったフラックスコンパクト化の一般化されたノーガ theorem が導出され、有効なコンパクト化スキームの範囲が制限された。
• 明確なブレイン・ワールド宇宙論的シナリオが構築され、最近の素粒子的プロポーザルのストリング理論的埋め込みが提供された。
• 本研究は、摂動論を超えた非超対称ストリング真空の研究のための枠組みを確立し、ダイナミクス、ホログラフィー、宇宙論を結びつけるものとなった。