[論文レビュー] The role of the superstring dilaton in cosmology and particle physics

Ram Brustein|ArXiv.org|May 10, 1994

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 4被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、超弦理論が予言するスレート理論のスカラー場である超弦スレートの宇宙論的および素粒子物理学的意味を調査する。スレートの相互作用を分析し、その力学的性質が初期宇宙の宇宙論的ダイナミクスに与える影響と、特にモジュールの安定化および物質場への結合を通じて観測可能な素粒子物理学的効果を示す。

ABSTRACT

Superstring theory predicts the existence of a scalar field, the dilaton. I review some basic features of the dilaton interactions and explain their possible consequences in cosmology and particle physics.

研究の動機と目的

• 超弦スレートの高エネルギー物理学および宇宙論における理論的役割を検討すること。
• スレートの相互作用が初期宇宙のダイナミクスに与える影響を調査すること。
• スレートを介した結合が素粒子物理学の観測量に与える影響の可能性を評価すること。
• 弦のコンactificationにおけるスレートの安定化がモジュール問題に与える影響を分析すること。
• スレートの素粒子物理学的現象論と、観測可能な宇宙論的および素粒子物理学的シグネチャーを結びつけること。

提案手法

• 超弦理論の低エネルギー有効作用を分析し、スレートが計量および反対称テンソル成分から生じるスカラー場として特定する。
• スレートがエネルギー運動量テンソルのトレースへの結合と、重力的相互作用に与える影響を検討する。
• 弦のコンパクト化におけるスレートのポテンシャルと、モジュールの安定化におけるその役割を検討する。
• 特に有効場理論の手法を用いた文脈で、スレートがゲージ場および物質場への結合を調査する。
• 指数関数的ポテンシャルやローリングスレートのシナリオを含む、スレート駆動型モデルの宇宙論的解を適用する。
• 核合成や第五力の制約など、素粒子物理学および宇宙論からの制約を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超弦スレートは初期宇宙のダイナミクスにどのように影響を与えるか？
• RQ2 スレートが物質場およびゲージ場に結合する場合、観測可能な結果は何か？
• RQ3 スレートの安定化は、宇宙論的モデルおよびモジュール問題にどのように影響を与えるか？
• RQ4 素粒子物理学は、スレートの質量および結合定数にどのような制約を課えるか？
• RQ5 スレートを介した相互作用は、宇宙論的または天体物理学的観測のずれを説明できるか？

主な発見

• スレートはエネルギー運動量テンソルのトレースに普遍的に結合するため、すべての物質場への普遍的結合を示唆する。
• 弦のコンパクト化において、スレートのポテンシャルは一般的に平坦であるため、初期宇宙ではローリングスレートのシナリオが生じる。
• スレートは長距離力の媒介が可能であるが、第五力実験および核合成からの制約により、その結合強度は制限される。
• 非摂動的効果によるモジュールの安定化機構は、スレートの発散的進化を防ぐために不可欠である。
• スレートの質量は摂動的弦理論では固定されず、非摂動的ダイナミクスによって安定化されなければならない。
• ローリングスレートを含む宇宙論的解は、ポテンシャルの形状に応じて、遅い時間における加速や初期のインフレーションに類似した振る舞いを示す可能性がある。