[논문 리뷰] Large volume supersymmetry breaking without decompactification problem

Hervé Partouche|arXiv (Cornell University)|2016. 01. 18.

Black Holes and Theoretical Physics참고 문헌 14인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 대규모 부피(compactification)를 갖는 히터로티크 스트링 모형을 제시하며, 스트링 스케일의 슈발츠 메커니즘을 통해 초대칭 깨짐 시 발생하는 분리 문제(decompactification problem)를 피한다. 임계 보정이 부피에 대해 로그적으로 스케일링되도록 함으로써, 선형적 스케일링 대비 양자역학적 제어를 유지하고, 정교한 조정(fine-tuning) 없이 저에너지 초대칭 깨짐을 가능하게 하며, 1-차 순서에서의 노스케일 성질(no-scale property)를 유지한다.

ABSTRACT

We consider heterotic string backgrounds in four-dimensional Minkowski space, where N=1 supersymmetry is spontaneously broken at a low scale m_{3/2} by a stringy Scherk-Schwarz mechanism. We review how the effective gauge couplings at 1-loop may evade the "decompactification problem", namely the proportionality of the gauge threshold corrections, with the large volume of the compact space involved in the supersymmetry breaking.

연구 동기 및 목표

• 큰 내부 부피가 초대칭 깨짐에서 양자역학적 보정이 발산하는 대규모 부피 히터로티크 스트링 단순화에서 분리 문제를 해결하기 위해.
• 1-차 순서 보정이 단순화 부피에 따라 증가하지 않도록 보장하여 스트링 이론에서의 양자역학적 제어를 유지하기 위해.
• 평탄한 공간에서 초대칭 깨짐 스케일이 임의일 수 있는 노스케일 성질을, 나무 차수에서 초과하여 1-차 순서로 확장하기 위해.
• 비에이드러프, 안정된 스펙트럼과 로그 부피 의존성을 갖는 Z2×Z2 오비폭을 사용하여 명시적인 모형을 구성하기 위해.

제안 방법

• 저에너지 스케일에서 N=1 초대칭을 N=0으로 깨뜨리기 위해 Z2×Z2 히터로티크 오비폭 단순화에서 스트링 스케일의 슈발츠 메커니즘을 활용한다.
• 세계면(worldsheet)에서 모듈러 불변 분할 함수와 초등형 이론 기법을 사용하여 1-차 순서 게이지 임계 보정 Δi를 계산한다.
• 임계 보정에 기여하는 것은 오직 B-세그먼트(비초대칭)이며, C 및 D 세그먼트는 초대칭이거나 무시할 수 있을 정도로 미미하다는 것을 확인한다.
• 모odular 적분과 아이젠스타인 급수를 포함한 수정된 재정규화된 스트링 결합 상수 g_renor를 통해 스케일 Q에서의 효과적 게이지 결합을 유도한다.
• 1-차 토러스의 부피에 대한 로그 의존성이 B-세그먼트에서 기인하며, 선형 R 의존성 방지를 통해 이를 달성한다.
• 효과적 포텐셜이 양의 준정의이며 특정 모듈리 값에서 0이 되며, 이를 통해 m3/2가 임의의 값에서 안정화됨을 보여준다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 대규모 부피 히터로티크 단순화에서 1-차 순서 게이지 임계 보정이 단순화 부피에 독립적이게 만들 수 있는가? 이를 통해 분리 문제를 피할 수 있는가?
• RQ2 Z2×Z2 오비폭에서의 스트링 스케일의 슈발츠 메커니즘은 양자역학적 이론을 불안정하게 하지 않고 저에너지 초대칭 깨짐을 가능하게 하는가?
• RQ3 평탄한 공간에서 임의의 m3/2가 가능한 노스케일 성질이 현실적인 스트링 단순화에서 1-차 순서로 유지되는가?
• RQ4 비초대칭 세그먼트(예: B-세그먼트)는 1-차 순서 임계 보정의 구조를 어떻게 결정하는가?
• RQ5 모듈리 안정화와 효과적 포텐셜 행동은 대규모 부피 모형에서 양자역학적 제어를 어떻게 보장하는가?

주요 결과

• 1-차 순서 게이지 임계 보정 Δi는 첫 번째 2-토러스의 부피(Im T1)에 대해 로그적으로 스케일링되며, 선형 R 의존성으로 인한 분리 문제를 피한다.
• 조건 C^i = 0이 이 모형에서 실현되며, 이는 큰 나무 차수 게이지 결합이 큰 루프 보정을 상쇄하기 위해 비자연스러운 정교한 조정이 필요하지 않음을 보장한다.
• 효과적 게이지 결합 g_i(Q)는 log(Im T1)에 의존하며, 이는 노스케일 모형에서 예상되는 로그 부피 의존성과 일치하여, 양자역학적 제어를 유지한다.
• 효과적 포텐셜은 양의 준정의이며 T2, U2 및 T3, U3의 특정 값에서 0이 되며, 이를 통해 모듈리가 안정화되고 m3/2가 임의의 값을 가질 수 있다.
• 모듈리 의존성 세그먼트에서 편향된 고정점이 없기 때문에 비에이드러프 질서 없는 질서 없는 스펙트럼을 갖는다. 이는 대규모 부피 근사에서의 일관성을 보장한다.
• 재정규화된 스트링 결합 상수 g_renor는 아이젠스타인 급수와 격자 분할 함수를 포함한 모듈러 적분을 통해 정의되며, 일관된 1-차 순서 계산을 가능하게 한다.