[논문 리뷰] Born-Infeld Action in String Theory

Konstantin Savvidy|ArXiv.org|1999. 06. 09.

Black Holes and Theoretical Physics참고 문헌 62인용 수 7

한 줄 요약

이 박사학위논문은 이4형 이론의 D-브레인에 보른-인펠트 작용을 적용하여, D3-브레인에 부착된 기본 끈이 비선형 브레인 역학으로부터 동적으로 유도됨을 보여준다. 이는 S⁵에 감겨진 오차브레인을 통해 색상 단위의 바이론 정점(vertex)을 구성하고, 하나니-위튼 효과를 고전적으로 실현하며, 보른-인펠트 작용의 비추상적 성질을 이용해 색 전하에 따라 달라지는 비틀림된 스트링의 긴장도를 밝혀낸다.

ABSTRACT

In this thesis I present applications of the Born-Infeld action to the description of D-branes, mostly in the context of type IIB string theory. First I present the Callan-Maldacena construction of a fundamental string attached to a threebrane, whereby the string is made out of the wrapped brane. This interpretation withstands a rather detailed scrutiny, including the magnitude of the static tension and of the B-I charge; and Polchinski's mixed Dirichlet/Neumann boundary conditions for small perturbations of the string. The latter arise dynamically from the full non-linear equations of motion. Also, the Born-Infeld charge is shown to produce the correct form of dipole radiation under the influence of harmonic oscillations of the string. The second part comprises of the application of these ideas to the AdS/CFT correspondence. Using the essentially non-perturbative nature of the B-I action we were able to construct in the near-horizon geometry of N D3-branes the color-singlet baryon vertex of the SU(N) gauge theory as a fivebrane wrapped on the $S^5$ sphere, with B-I strings playing the role of the quarks. Also, in the asymptotically flat background we obtain a smooth classical description of the Hanany-Witten phenomenon. In the case of non-extremal background we construct baryons of the three-dimensional non-supersymmetric theory, the low energy dynamics of which was conjectured to be equivalent to ordinary QCD. Our approach allows to exhibit confining properties of color flux tubes, i.e. the dependence of the tension of the flux tube on its color content. We do this by building an extended baryon, where a fraction $ν$ of the total of N quarks is removed to a finite distance.

연구 동기 및 목표

• 보른-인펠트 작용을 이용하여 D-브레인에 부착된 기본 끈의 동적 기원을 이해하기.
• N개의 D3-브레인의 근접한 시공간 기하에서 S⁵에 감겨진 오차브레인을 통해 아드스/큐비터 대응관계에서 바이론 정점의 비추상적 기술을 구축하기.
• 이4형 이론의 비초기 평탄한 시공간에서 하나니-위튼 효과의 고전적이고 매끄러운 기술을 제공하기.
• 비초기 슈퍼대칭 3차원 게이지 이론에서 색 전하의 스트링 긴장도의 비틀림 성질을 조사하기.

제안 방법

• 보른-인펠트 작용을 이용하여 이4형 이론에서 D-브레인 역학을 기술한다.
• 칼란-말라카나의 구성법을 적용하여 기본 끈을 비아벨 게이지 역학을 갖는 감겨진 브레인으로 해석한다.
• 폴친스키의 혼합 딜레르트/뉴먼 경계 조건을 전체 비선형 운동 방정식의 동적 결과로 적용한다.
• N개의 D3-브레인의 근접 기하에서 S⁵ 구면에 감겨진 오차브레인으로서 바이론 정점을 구성한다.
• 끈의 조화 진동을 분석하여 보른-인펠트 전하에 일치하는 듐프올 방사선을 유도한다.
• 일부 쿼크를 유한한 거리로 제거함으로써 색 전하의 긴장도를 분석하고 색 구성에 따른 의존성을 드러낸다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 보른-인펠트 프레임워크에서 D-브레인 구성이 기본 끈을 어떻게 동적으로 유도하는가?
• RQ2 아드스/큐비터 설정에서 SU(N) 게이지 이론의 바이론 정점은 S⁵에 감겨진 오차브레인으로 실현될 수 있는가?
• RQ3 보른-인펠트 작용은 이4형 이론의 비초기 평탄한 시공간에서 하나니-위튼 효과를 고전적으로 기술할 수 있는가?
• RQ4 비초기 3차원 게이지 이론에서 비틀림된 스트링의 긴장도는 색 전하의 구성에 따라 어떻게 달라지는가?
• RQ5 보른-인펠트 작용의 비추상적 성질이 안정적이고 확장된 바이론 구조를 구성하는 데 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 칼란-말라카나의 구성법이 정적 긴장도와 보른-인펠트 전하가 알려진 값과 일치함으로써 검증되었다.
• 폴친스키의 혼합 딜레르트/뉴먼 경계 조건이 전체 비선형 운동 방정식의 동적 결과로 나타났다.
• 끈의 조화 진동에서 발생하는 드립올 방사선이 보른-인펠트 전하에 의해 예측된 형태와 일치한다.
• N개의 D3-브레인의 근접 기하에서 오차브레인으로 감겨진 S⁵에 의해 바이론 정점이 실현되었으며, 보른-인펠트 끈은 쿼크를 나타낸다.
• 보른-인펠트 작용을 이용해 이4형 이론의 비초기 평탄한 배경에서 하나니-위튼 효과의 매끄러운 고전적 기술이 확보되었다.
• 스트링 긴장도는 색 구성에 따라 달라지며, 확장된 바이론에서는 제거된 쿼크의 비율 ν에 따라 긴장도가 변하는 것으로 나타났다.