[論文レビュー] P-term Inflation on D-Branes

Edi Halyo|ArXiv.org|May 28, 2004

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 1被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、解消されたおよび複素変形された $A_n$ 奇性に包まれたD5ブレインを用いて、P-termインフレーションの実現を弦理論で提示する。解消により異常D項が生成され、複素変形により超ポテンシャルに線形項が導入される。このモデルは極限的状況でF項またはD項インフレーションに還元され、NS5ブレインの間にD4ブレインが伸びる交差ブレイン系とT双対であり、宇宙線およびクインテッセンスに関する観測的含みを有するP-termインフレーションの明確な弦理論的埋め込みを提供する。

ABSTRACT

We describe a model of P-term inflation on D5 branes wrapped on resolved and deformed $A_n$ type singularities. On the brane world--volume the resolution and deformation of the singularity correspond to an anomalous D-term and a linear term in the superpotential respectively. In the limiting cases with vanishing resolution or deformation we get F or D-term inflation as expected. We give a T-dual description of the model in terms of intersecting branes.

研究の動機と目的

• 解消および変形された $A_n$ 奇性上のDブレインを用いた、現実的なP-termインフレーションの弦理論的モデルの構築。
• P-termインフレーションに不可欠な異常D項および線形超ポテンシャル項が、奇性の幾何的モジュライ（解消と複素変形）から生じることの証明。
• D4ブレインがNS5ブレインの間に伸びる交差ブレイン系としてのT双対記述を確立し、モデルの双対的かつコンact化可能な実現を提供。
• 特に密度揺らぎへの宇宙線寄与と真空中エネルギー（クインテッセンス）に関する観測的制約の分析。

提案手法

• D5ブレインが $A_n$ 型奇性を包む状況でP-termインフレーションを実現し、2つのD5ブレインの世界面理論が $N=2$ の $U(1) \times U(1)$ ゲージ理論と電荷を帯びたハイパーマニフォールドを持つこととする。
• Kahler（解消）モジュールが $Z_n$ オルビフォールド奇性の下で異常D項を生じることを同定する。
• 奇性の複素（変形）モジュールが超ポテンシャルの線形項を生じることを同定する。
• $N=1$ スーパー対称性の言語を用い、スカラー・ポテンシャルをF項とD項の寄与の和として表現し、F項は超ポテンシャル $W = \sqrt{2}gS(\Phi_+\Phi_- - \xi_+/2)$ から生じることとする。
• 3つのNS5ブレインの間に2つのD4ブレインが伸びるT双対交差ブレインモデルを構築し、$X_7,X_8,X_9$ 方向におけるNS5ブレインの位置が3つのP項を直接符号化することを示す。
• F項とD項を混合する $SO(3)$ 対称性が、T双対ブレイン設定における横方向の空間回転に対応し、$S^3$ 真空マニフォールドから生じる宇宙線は半局所的であり、密度揺らぎに寄与しないことを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Dブレインが $A_n$ 奇性に配置された状況で、整合的な弦のコンact化を用いてP-termインフレーションをどのように実現できるか？
• RQ2 奇性の幾何的モジュライ（解消か変形か）のどちらが、P-termインフレーションに不可欠な異常D項および線形超ポテンシャル項を生成するか？
• RQ3 T双対交差ブレイン構成が、同じP-termインフレーションのダイナミクスをどのように再現するか？また、この双対的図像におけるP項の物理的解釈は何か？
• RQ4 特に密度揺らぎへの宇宙線生成とその寄与に関して、モデルに及ぼされる宇宙論的および観測的制約は何か？
• RQ5 極めて小さな解消または変形の極限において、モデルが現在の非ゼロの真空中エネルギー（クインテッセンス）を記述できるか？

主な発見

• 解消された $A_n$ 奇性はスカラー・ポテンシャルに異常D項を生成し、複素変形は超ポテンシャルに線形項を導入する。両者ともP-termインフレーションに不可欠である。
• 解消がゼロに近づく極限ではモデルはF項インフレーションに還元され、変形がゼロに近づく極限ではD項インフレーションに還元される。これは期待通りの結果である。
• T双対記述では、3つのNS5ブレインの間に2つのD4ブレインが伸びており、$X_7,X_8,X_9$ 方向におけるNS5ブレインの位置が $\xi_i = \Delta X_i / (2\pi \ell_s^2 g_{YM} L)$ によって3つのP項を直接符号化している。
• $N=2$ 理論におけるF項とD項を混合する $SO(3)$ 対称性は、T双対ブレイン設定における横方向 $X_7,X_8,X_9$ 方向の空間回転に対応する。
• インフレーション終了時に生成される宇宙線は、$S^3$ 真空マニフォールドに起因して半局所的であり、密度揺らぎに寄与しない。このため、CMB観測からの制約が緩和される。
• 極めて小さな解消または変形（$\xi \sim 10^{-60} M_P^2$）の極限において、モデルは現在の非ゼロの真空中エネルギー（クインテッセンス）を記述できるが、これは不自然に小さな幾何的モジュライを要する。