[論文レビュー] Thesis: Orientifolds, Anomalies and the Standard Model

Pascal Anastasopoulos|ArXiv.org|Mar 7, 2005

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 65被引用数 5

ひとこと要約

本学位論文は、非超対称オルセントイド弦コンパクト化における標準模型のD-brane実現を調査し、異常なU(1)ゲージ対称性に注目する。一貫性条件を導出し、グリーン＝シュクラー機構を用いて異常U(1)の裸質量を計算し、高次元の異常がこれらの質量に影響することを示す。また、異常磁気モーメントによる粒子物理学的制約を用いて、弦スケールの制限を確立する。

ABSTRACT

In this thesis, we study aspects of D-brane realizations of the Standard Model. Specifically, we study orientifold models with rotation and translation elements that break supersymmetry, provide the general consistency conditions and derive the massless spectrum for these type of orientifolds. These models contain in general anomalous U(1) gauge fields. The Green-Schwarz mechanism cancels the anomaly and provides a mass term for the anomalous gauge fields. We calculate the bare mass for supersymmetric and non-supersymmetric vacua and we show that higher dimensional anomalies can affect the masses of the anomalous U(1)s. Phenomenological aspects are also discussed. We evaluate the contribution of the extra U(1) fields to the anomalous moments and it is shown that this imposes constraints on the magnitude of the string scale.

研究の動機と目的

• 標準模型ゲージ群を実現する一貫性のある非超対称オルセントイドモデルをD-braneを用いて構築すること。
• このようなモデルにおける異常U(1)ゲージ対称性の役割と、グリーン＝シュクラー機構による異常キャンセレーションの分析。
• 超対称および非超対称真空における異常U(1)ゲージボソンの裸質量を計算すること。
• 6次元の異常が4次元コンパクト化における異常U(1)の質量に与える影響を調査すること。
• レプトンの異常磁気モーメントへの寄与を用いて、弦スケールに関する素粒子物理学的制約を導出すること。

提案手法

• 超対称性を破るために回転および平行移動要素を含むタイプIオルセントイドモデルを構築する。
• コンパクト化された弦真空の一貫性を保証するため、モジュラー不変性およびタドポールキャンセレーション条件を適用する。
• グリーン＝シュクラー機構を用いて異常をキャンセルし、異常U(1)ゲージ場の質量項を導出する。
• 非超対称開弦真空におけるバックグラウンド場法を用いて、異常U(1)の裸質量を計算する。
• 6次元の異常を4次元にコンパクト化する際の分解を分析し、6次元と4次元の異常構造の関係を明らかにする。
• レプトンの頂点関数を評価し、追加のU(1)ゲージボソンによる異常磁気モーメントへの寄与を計算する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非超対称オルセントイドコンパクト化において、異常U(1)ゲージボソンはどのように質量を獲得するか？
• RQ2 4次元有効場理論における異常U(1)の質量を決定づける高次元異常（6次元）の役割は何か？
• RQ3 タドポールキャンセレーション条件は、これらのモデルにおけるD-braneおよびO-平面の配置をどの程度制約するか？
• RQ4 追加のU(1)ゲージボソンは、レプトンの異常磁気モーメントにどのような素粒子物理学的影響を及ぼすか？
• RQ5 この枠組みにおいて、ミューオンの異常磁気モーメントの高精度測定から、弦スケールをどの程度まで制約できるか？

主な発見

• 異常U(1)ゲージボソンの裸質量は、グリーン＝シュクラー機構によって決定され、質量項は異常係数と弦スケールに比例する。
• 非超対称真空において、バックグラウンド場法を用いて異常U(1)の裸質量を計算したところ、有限かつ計算可能な表現が得られた。
• 6次元における高次元異常が、4次元コンパクト化における異常U(1)の質量に直接的な影響を及ぼすことが、非コンパクト化極限を用いて示された。
• 4次元におけるZ′6およびZ6オルセントイドは、標準模型ゲージ群と一致する質量ゼロ状態を支持しており、追加のU(1)因子は素粒子物理学的観測によって制約可能である。
• 追加のU(1)ゲージボソンによるミューオンの異常磁気モーメントへの寄与は、弦スケールに対して上界を課し、実験的限界と整合的である。
• チャン＝パトン因子の構造およびオルセントイド作用がD-braneに及ぼす影響は、ゲージ群の対称性の破れ様式と質量ゼロ状態のスペクトルを決定づける。