[論文レビュー] Standard Grand Unification from Superstrings

Gerardo Aldazabal|ArXiv.org|Jul 28, 1995

Computational Physics and Python Applications参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、4次元超弦理論を用いて現実的で標準模型に類似した大統一理論（GUT）を構築するフレームワークを提示する。特に、対称オルビフォールドコンパクト化を用いてSO(10)およびSU(5) GUTを焦点としている。高レベルのアフィンリー代数を用いて一貫性のあるゲージ群の対称性破れパターンを導出し、モデル構築に不可欠な一般的および構成依存の選択則を同定し、物性論的に実現可能な弦理論ベースのGUTへの道筋を提示する。

ABSTRACT

Recent developments about the construction of standard $SO(10)$ and $SU(5)$ grand unified theories from 4-dimensional superstrings are presented. Explicit techniques involving higher level affine Lie algebras, for obtaining such stringGUTs from symmetric orbifolds are discussed. Special emphasis is put on the different constraints and selection rules for model building in this string framework, trying to disentangle those which are generic from those depending on the orbifold construction proposed. Some phenomenological implications from such constraints are briefly discussed.

研究の動機と目的

• 4次元超弦理論から現実的で標準模型に類似した大統一理論（GUT）を体系的に構築するための手法を開発すること。
• 超弦理論の対称オルビフォールドコンパクト化におけるモデル構築を支配する制約および選択則を特定すること。
• 弦理論的GUTの一般的特徴と、特定のオルビフォールド構成に依存する特徴を区別すること。
• 弦理論から導かれるGUTモデルの物性論的実現可能性を検討すること。

提案手法

• E8×E8ヘテロティック弦理論のゲージ群を対称オルビフォールドコンパクト化によって標準模型に類似したゲージ群にまで対称性を破壊する。
• 高レベルのアフィンリー代数を用いて、弦理論フレームワーク内でのSO(10)およびSU(5) GUTを実現する。
• コンパクト化理論の一貫性を保つために、モジュラー不変性およびレベルマッチング条件を課す。
• 質量ゼロ状態のスペクトルを解析し、ゲージ群、物質表現、および異常を同定する。
• オルビフォールドのねじれとねじれセクターの構造から選択則を導出する。
• 異なるオルビフォールド構成における制約を比較し、一般の弦理論的特徴とモデル依存の特徴を分離する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 4次元超弦理論のコンパクト化から、現実的でSO(10)およびSU(5)の大統一理論を一貫して導出する方法は何か？
• RQ2 特定のオルビフォールド選択に依存しない、対称オルビフォールド弦GUTにおけるモデル構築の一般的制約は何か？
• RQ3 弦理論的GUTにおけるオルビフォールドのねじれとねじれセクターの構造から生じる選択則は何か？
• RQ4 モジュラー不変性およびレベルマッチング条件が、導かれたGUTモデルの実現可能性にどのように影響するか？
• RQ5 導かれた選択則およびゲージ群の対称性破れパターンの物性論的意味は何か？

主な発見

• 本論文は、対称オルビフォールドコンパクト化を用いた4次元超弦理論内でのSO(10)およびSU(5) GUTの実現可能な構築ルートを確立した。
• 高レベルのアフィンリー代数は、弦理論フレームワーク内での望ましいゲージ群および物質表現を実現するために不可欠である。
• モジュラー不変性およびレベルマッチング条件は、許可された質量ゼロスペクトルおよびゲージ量子数に厳密な制約を課す。
• 一般の弦理論的選択則と、特定のオルビフォールド幾何構造に依存する選択則の明確な区別がなされた。
• 導かれた制約は、物性論的に実現可能なモデルのパラメータ空間を顕著に制限し、特定のオルビフォールド選択を好む。
• 物性論的意味として、ゲージ結合定数の統一可能性と、ねじれセクターからの標準模型に類似した物質内容の出現が示唆された。