[論文レビュー] Vacuum Constraints for Realistic Heterotic M-Theories

Burt A. Ovrut|arXiv (Cornell University)|Nov 21, 2018

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、強い結合状態のヘテロティック M理論の compactification を Schoen Calabi-Yau 3-fold 上で行う際の一貫性のある隠れたセクターのゲージ bundle を扱う一般的な形式的枠組みを構築し、κ₁₁⁴ᐟ³ の線形化された二重ドメインウォール極限において、異常キャンセリング、正の摂動的ゲージカップリング、および N=1 supersymmetry の保存のための D-term 条件から真空制約を導出する。

ABSTRACT

The compactification from the 11-dimensional Horava-Witten orbifold to 5-dimensional M-theory on a Schoen Calabi-Yau threefold is reviewed, as is the specific $SU(4)$ vector bundle leading to the heterotic standard model in the observable sector. A generic formalism for a consistent hidden sector gauge bundle, within the context of strongly coupled M-theory, is presented. Anomaly cancellation and the associated bulk space 5-branes are discussed in this context. The further compactification to a 4-dimensional effective field theory on a linearized BPS double domain wall is then presented to order $\kappa_{11}^{4/3}$. Specifically, the generic constraints required for anomaly cancellation and by the linearized domain wall solution, the constraints imposed by the necessity for positive, perturbative squared gauge couplings to this order and the restrictions on the $D$-terms for preserving or spontaneously breaking $N=1$ supersymmetry are presented.

研究の動機と目的

• 強い結合状態の M理論 compactification における一貫性のある隠れたセクターのゲージ bundle の一般的な枠組みを確立すること。
• 5D M理論極限における異常キャンセリングおよびバルク 5-brane の寄与から生じる真空制約を分析すること。
• κ₁₁⁴ᐟ³ のオーダーにおける 4D 有効場理論で正で摂動的な二乗ゲージカップリングを保証する条件を導出すること。
• 線形化されたドメインウォール背景における N=1 supersymmetry の保存または自発的破れを許容する D-term 制約を特定すること。

提案手法

• 観測セクターに SU(4) ベクトル bundle を用いた Schoen Calabi-Yau 3-fold 上の 11D Horava-Witten orbifold compactification を 5D M理論にレビューする。
• 異常キャンセリングと整合性を持つ、強い結合状態の M理論における隠れたセクターのゲージ bundle の一般的な形式的枠組みを構築する。
• バルク空間の 5-brane が異常キャンセリングに果たす役割と、真空構造に与える影響を分析する。
• κ₁₁⁴ᐟ³ のオーダーにおける線形化された二重ドメインウォール compactification を用いて 4D 有効理論に至る。
• 4D 理論における正で摂動的な二乗ゲージカップリングを要求する制約を導出する。
• N=1 supersymmetry が保存されたり、自発的に破れたりするかどうかを決定する D-term 条件を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 強い結合状態の M理論 compactification において、異常キャンセリングを保証するために隠れたセクターのゲージ bundle が満たすべき一般的な制約は何か？
• RQ2 5D M理論極限におけるバルク 5-brane は、真空構造の整合性にどのように影響するか？
• RQ3 κ₁₁⁴ᐟ³ のオーダーにおいて、4D 有効ゲージカップリングが正で摂動的のままであるために必要な条件は何か？
• RQ4 線形化されたドメインウォール解において、どの D-term 形式が N=1 supersymmetry の保存または自発的破れを許容するか？
• RQ5 異常キャンセリング、ゲージカップリングの正値性、D-term の制約が組み合わさった場合、有効な真空の敷地はどのように規定されるか？

主な発見

• 異常キャンセリングと強い結合状態の M理論の構造と整合性を持つ、一貫性のある隠れたセクターのゲージ bundle の一般的な形式的枠組みが確立された。
• バルク空間の 5-brane の導入により、異常キャンセリングが実現可能であることが示された。
• 真空解では、4D 有効理論における二乗ゲージカップリングが κ₁₁⁴ᐟ³ のオーダーで正で摂動的のままである必要がある。
• 線形化されたドメインウォール背景において、N=1 supersymmetry が保存されたり、自発的に破れたりするかどうかを決定する D-term の制約が導出された。
• 異常キャンセリング、ゲージカップリングの制約、D-term の条件の相乗作用が、4D 有効理論における非自明な真空選択則を定義する。
• κ₁₁⁴ᐟ³ のオーダーにおける線形化された二重ドメインウォール compactification は、これらの真空制約を導出する一貫性のある枠組みを提供する。