[論文レビュー] Open Strings in Constant Electric and Magnetic Fields

Massimo Porrati|ArXiv.org|Sep 21, 1993

Computational Physics and Python Applications参考文献 1被引用数 9

ひとこと要約

本稿は、一定の電場および磁場下における開きじゅんのダイナミクスを調査し、電場下での電荷を帯びた粒子の対生成率を導出し、弱い場の極限においてシュヴィンガーの公式に還元されることを示した。磁場下では、場の強さが増加するにつれ無限の段階の相転移が生じることを明らかにした。これは、外部ゲージ場下における超弦理論に豊かな非摂動的構造が存在することを示唆する。

ABSTRACT

Various properties of open strings in external constant E.M. fields are reviewed. In particular, the charged-particle pair production rate in an external electric field is evaluated, and shown to reduce to Schwinger's formula in the limit of low-intensity fields. Open strings in external magnetic fields are shown to undergo an infinite number of phase transitions as the strenght of the field increases. (Talk given at the conference ``Strings '93'', Berkeley, CA, (May 24-29, 1993) to appear in the proceedings.)

研究の動機と目的

• 一定の外部電場および磁場下における開きじゅんの挙動を分析すること。
• ストリング理論を用いて外部電場下での電荷を帯びた粒子の対生成率を計算すること。
• 強い磁場下における開きじゅんの相構造を調査すること。
• 一定のゲージ場が超弦理論に及ぼす非摂動的効果を理解すること。
• 超弦理論的結果と、シュヴィンガーの対生成公式のような既知の量子場理論的結果を結びつけること。

提案手法

• 外部の一定なEおよびB場下における開きじゅんを記述するために共変ストリング場理論を用いる。
• 有効作用および対生成率を計算するために、ワールドーシート経路積分形式主義を適用する。
• 外部ゲージ場下におけるストリングスペクトルおよびレベル構造を分析し、相転移を特定する。
• 弱い場の極限におけるストリング理論的計算の妥当性を検証するためにシュヴィンガー機構をベンチマークとして用いる。
• 臨界的挙動を検出するために、一定背景場下におけるストリング分配関数を研究する。
• 磁場の場合の相転移の兆候として、有効作用の特異点を特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 外部電場下における電荷を帯びた粒子の対生成率は、どのように開きじゅん理論から導かれるか？
• RQ2 ストリング理論的対生成率の計算は、低場領域においてシュヴィンガーの公式に還元されるか？
• RQ3 一定磁場下における開きじゅんの相構造の性質は何か？
• RQ4 磁場強度が増加するにつれて、ストリングスペクトルに臨界点や相転移が生じるか？
• RQ5 強い外部ゲージ場下におけるストリングダイナミクスにおける非摂動的効果の役割は何か？

主な発見

• 一定電場下における電荷を帯びた粒子の対生成率は、開きじゅん理論から導出され、弱い場の極限において正確にシュヴィンガーの公式を再現する。
• 一定磁場下では、磁場強度が増加するにつれ、開きじゅんが無限の段階の相転移を示す。
• 相転移は、有効作用の特異点によって示され、臨界場強度において摂動的解析の破綻を示唆する。
• 特定の磁場強度において、ストリングスペクトルは不安定になるか、レベルクロスイング現象を示す。
• 結果から、外部ゲージ場下における超弦理論に豊かな非摂動的構造が存在することが示唆され、Dブレーンのダイナミクスに影響を与える可能性がある。
• 解析により、ストリング理論が適切な極限において既知のQFTの結果を一貫して再現することを確認した一方で、強い場においては新たな現象が明らかになった。