[論文レビュー] Standard Models and Split Supersymmetry from Intersecting Brane Orbifolds

Christos Kokorelis|arXiv (Cornell University)|Jun 29, 2004

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 74被引用数 19

ひとこと要約

本稿は、$\ mathbb{T}^6/(\ mathbb{Z}_3 \times \ mathbb{Z}_3)$ オリエンティフォールド上に、4次元で非超対称な交差するD6-braneモデルを構築し、3世代と右巻きニュートリノを有する最小超対称標準模型（MSSM）スピンターを実現する。3〜8スタックのブレイン配置を用いて、ストリングスケール $5 \times 10^{13}$ から $1.4 \times 10^{17}$ GeVで $\ sin^2\theta_W = 3/8$ の摂動的ゲージ結合定数の統一を達成し、質量のあるゲージノと軽いヒッグスノを有するストリング理論におけるスプリット超対称性のシナリオを支持する。

ABSTRACT

We construct four dimensional three generation non-supersymmetric $SU(3)_c imes SU(2)_L imes U(1)_Y$ intersecting D6-brane models with $ν_R$ q{s}. At three stacks we find exactly the MSSM chiral fermion matter spectrum. At 4-, 5-stacks we find models with the massless fermion spectrum of the N=1 Standard Model and massive exotic non-chiral matter; these models flow also to only the SM. At 8-stacks we find MSSM-like models, with minimal massless exotics, made from two different N=1 sectors. Exotic triplet masses put a lower bound on the string scale of $2.79/2.89 imes 10^6$ GeV for a Higgs 124/126 GeV. It q{}s the first appearance of N=0 stringy quivers with the MSSM and matter in antisymmetric representations and perturbatively missing Yukawa couplings. The present models are based on orientifolds of ${\bf T^6/(Z_3 imes Z_3)}$ compactifications of IIA theory based on the torus lattice AAA; all complex moduli are fixed by the orbifold symmetry. We also present the spectrum rules + GS anomaly cancellation for the ABB lattice. Moreover, we point out the relevance of intersecting/and present D6-brane constructions on ideas related to existence of split supersymmetry in nature. In this context we present non-susy models with only the SM-matter and also MSSM-matter dominated models, with massive gauginos and light higgsinos, that achieve the correct supersymmetric GUT value for the Weinberg angle $sin^2 θ= \frac{3}{8}$ at a string scale $5 \cdot 10^{13} \ GeV < M_{S} < 1.4 \cdot 10^{17}$ GeV. It appears that if only the SM survives at low energy the unification scale is preserved at $5.03 imes 10^{13}$ GeV when n$_H$ =1, 3, 6. These models support the existence of split supersymmetry scenario in string theory.

研究の動機と目的

• タイプIIAストリング理論における交差するD6-braneから、4次元で現実的で非超対称な $SU(3)_c \times SU(2)_L \times U(1)_Y$ モデルを構築すること。
• $\mathbb{T}^6/(\ mathbb{Z}_3 \times \ mathbb{Z}_3)$ オルビフォールド上での交差ブレインを用いて、3世代と右巻きニュートリノを有するMSSMフェルミオンスピンターを実現すること。
• スプリングスケールで $\ sin^2\theta_W = 3/8$ のゲージ結合定数の統一を達成し、スプリット超対称性と整合すること。
• 複素モジュライがオルビフォールド対称性によって固定され、RRテイドポールが異常キャンセリング条件によってキャンセルされることを示すこと。
• 交差ブレイン配置を用いたストリングコンpactificationにおけるスプリット超対称性の妥当性を検討すること。

提案手法

• $\mathbb{T}^6/(\ mathbb{Z}_3 \times \ mathbb{Z}_3)$ オリエンティフォールド上に、AAAトーラス格子を用いた交差するD6-braneモデルを構築し、すべての複素モジュライがオルビフォールド対称性によって固定されることを保証する。
• スピンター則とグリーン＝シュレーディンガー異常キャンセリング機構を適用して、ゲージおよびグローバル異常の一貫性を確保する。
• 3、4、5、および8スタックのブレイン配置を用いて、最小限のカイラルエキゾチックを有する標準模型またはMSSMスピンターを実現する。
• ストリングスケール $M_s$ で抑制される高次元オペレーターを介して摂動的になくすヤクバカップリングを実装する。
• $\beta$-関数の計算とワインバーグ角へのマッチングにより、ストリングスケールにおけるゲージ結合定数の統一を分析する。
• ブレインのラッピング数と $SU(3)_c \times SU(2)_L \times U(1)_Y$ における電荷割り当てを用いて、カイラルスピンターとエキゾチック状態をマッピングする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 交差するD6-braneを用いた $\mathbb{T}^6/(\ mathbb{Z}_3 \times \ mathbb{Z}_3)$ オリエンティフォールド上に、現実的で3世代の非超対称な標準模型およびMSSMに類似したモデルを構築できるか？
• RQ2 質量のあるゲージノと軽いヒッグスノを有する非超対称枠組みにおいて、ストリングスケールで $\ sin^2\theta_W = 3/8$ の正しい値を達成できるか？
• RQ3 これらのモデルは、低エネルギーで標準模型またはMSSMのみが生存するという、ストリング理論におけるスプリット超対称性のシナリオを支持するか？
• RQ4 エキゾチック物質の役割は何か？ それらの質量はどのように制約されるか？
• RQ5 RRテイドポールと異常キャンセリング条件は、許可されたブレイン配置をどのように制約するか？

主な発見

• 本稿は、MSSMスピンターとアーティファクト表現に物質を有する、初めてのN=0ストリング的クイバー・モデルを構築し、摂動的に欠落するヤクバカップリングを有する。
• 8スタックのモデルでは、エキゾチックなトリプレットの質量が、ヒッグス質量124 GeVのとき $2.79 \times 10^6$ GeV、126 GeVのとき $2.89 \times 10^6$ GeVのストリングスケールの下限を課す。
• 標準模型の物質のみを有し、質量のあるゲージノと軽いヒッグスノを有する非超対称モデルは、ストリングスケール $5 \times 10^{13}$ GeV から $1.4 \times 10^{17}$ GeV の間で $\ sin^2\theta_W(M_S) = 3/8$ を達成する。
• 低エネルギーで標準模型のみが生存する場合、統一スケールは $n_H = 1, 3, 6$ のとき $5.03 \times 10^{13}$ GeV で保持される。
• すべての複素モジュライがオルビフォールド対称性によって固定される、$\mathbb{T}^6/(\ mathbb{Z}_3 \times \ mathbb{Z}_3)$ コンパクト化に基づくモデルである。
• ABB格子についても分析され、この場合のスピンター則とGS異常キャンセリング条件が提供されている。