[논문 리뷰] Non-Abelian gauged supergravities as double copies

Marco Chiodaroli, Murat Günaydin외 2명|arXiv (Cornell University)|2018. 12. 26.

Black Holes and Theoretical Physics참고 문헌 71인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 비아벨 게이지 이론과 초대칭을 명시적으로 위반하는 이론을 조합하여 미ン크워스키 진공을 가진 ${\cal N}=8$ 초중력이론을 구성하기 위한 더블복사 프레임워크를 제안한다. 색-운동량 다중극성 대칭을 유지하는 ${\cal N}=4$ 초양밀스 이론의 질량항을 가진 변형을 규명함으로써, 두 가지의 ${\cal N}=6$ 및 ${\cal N}=4$ 초대칭을 유지하는 크레머-셰르크-슈바르츠 게이징과 $SU(2)\times U(1)$ 게이지 군 및 ${\cal N}=4$ 초대칭을 가진 하나의 예시를 포함한 세 가지 구체적인 예를 구성한다. 이 모든 것은 더블복사 메커니즘을 통해 유도된다.

ABSTRACT

Scattering amplitudes have the potential to provide new insights to the study of supergravity theories with gauged R-symmetry and Minkowski vacua. Such gaugings break supersymmetry spontaneously, either partly or completely. In this paper, we develop a framework for double-copy constructions of Abelian and non-Abelian gaugings of N=8 supergravity with these properties. They are generally obtained as the double copy of a spontaneously-broken (possibly supersymmeric) gauge theory and a theory with explicitly-broken supersymmetry. We first identify purely-adjoint deformations of N=4 super-Yang-Mills theory that preserve the duality between color and kinematics. A combination of Higgsing and orbifolding yields the needed duality-satisfying gauge-theory factors with multiple matter representations. We present three explicit examples. Two are Cremmer-Scherk-Schwarz gaugings with unbroken N=6,4 supersymmetry and U(1) gauge group. The third has unbroken N=4 supersymmetry and SU(2)xU(1) gauge group. We also discuss examples in which the double-copy method gives theories with explicitly-broken supersymmetry.

연구 동기 및 목표

• 미ン크워스키 진공과 함께 비아벨 게이지 초중력이론을 구성하기 위한 더블복사 프레임워크를 개발한다.
• 색-운동량 다중극성 대칭을 유지하는 ${\cal N}=4$ 초양밀스 이론의 질량항을 가진 변형을 규명한다.
• 더블복사 방법을 통해 ${\cal N}=6$, ${\cal N}=4$, 그리고 $SU(2)\times U(1)$ 게이지 대칭을 유지하는 게이지 초중력이론의 구체적 예를 구성한다.
• 자발적 및 명시적 초대칭 위반을 모두 포함하는 이론으로 더블복사 프로그램을 확장한다.

제안 방법

• 색-운동량 다중극성 대칭을 활용하여, 분자의 계수 요소가 색 인자와 동일한 대수적 관계를 만족하는 게이지이론 진폭을 구성한다.
• 히긴스 및 오르비폴딩을 적용하여 ${\cal N}=4$ 초양밀스 이론을 다수의 물질 표현과 질량이 있는 페르미온을 가진 이론으로 변형하면서도 다중극성 대칭을 유지한다.
• 두 번째 게이지이론의 운동량 수치를 색 인자로 대체하여 중력 진폭을 구성함으로써 더블복사 구조를 수립한다.
• 임bed딩 텐서 형식을 사용하여 ${\cal N}=8$ 초중력이론의 일관된 게이징을 식별한다.
• D=4 및 D=10에서 스핀어-헬리시티 및 감마 행렬 표기법을 사용하여 진폭을 계산하고 다중극성 조건을 검증한다.
• ${\cal N}=4$ 초양밀스 이론의 질량이 있는 페르미온 및 스칼라-글루온 꼬리에 대한 파인먼 규칙을 유도하여 변형된 게이지이론에서 산란 진폭을 계산한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비아贝尔 게이지 ${\cal N}=8$ 초중력이론 중에서 미ン크워스키 진공을 가진 것은 더블복사 방법으로 구성될 수 있는가?
• RQ2 ${\cal N}=4$ 초양밀스 이론의 변형 중에서 질량항과 다수의 물질 표현을 도입하면서도 색-운동량 다중극성 대칭을 유지하는 것은 무엇인가?
• RQ3 더블복사 구성 방법을 자발적 및 명시적 초대칭 위반을 모두 포함하는 이론으로 어떻게 확장할 수 있는가?
• RQ4 더블복사 기반의 게이지 초중력이론에서 실제로 실현된 게이지 군과 유지된 초대칭 대칭 대수는 무엇인가?
• RQ5 더블복사 프레임워크는 알려진 ${\cal N}=6$ 및 ${\cal N}=4$ 초대칭을 유지하는 크레머-셰르크-슈바르츠 게이징을 재현할 수 있는가?

주요 결과

• 미ン크워스키 진공을 가진 비아벨 게이지 ${\cal N}=8$ 초중력이론의 세 가지 구체적 예가 더블복사 방법을 통해 구성되었다. 이 중 두 예는 ${\cal N}=6$ 및 ${\cal N}=4$ 초대칭을 유지하는 크레머-셰르크-슈바르츠 게이징을 포함한다.
• $SU(2)\times U(1)$ 게이징과 유지된 ${\cal N}=4$ 초대칭은 질량이 있고 다중극성 대칭을 만족하는 게이지이론을 포함하는 더블복사 구성에 의해 실현되었다.
• 히긴스 및 오르비폴딩을 통한 분석을 통해 색-운동량 다중극성 대칭을 유지하는 ${\cal N}=4$ 초양밀스 이론의 질량항을 가진 변형이 규명되었으며, 이는 일관된 더블복사 구성의 기초를 제공한다.
• 이 프레임워크는 자발적 및 명시적 초대칭 위반을 모두 포함하는 초중력이론을 성공적으로 생성하여 더블복사 접근의 유연성을 입증한다.
• 더블복사 구성은 ${\cal N}=8$ 초중력이론에서 $SO(8)$ 유사 게이징의 알려진 임베딩 텐서 구조를 재현하여 방법의 타당성을 검증한다.
• 질량이 있는 페르미온 및 삼중 상호작용에 대한 파인먼 규칙이 도출되었으며, 이는 다중극성 프레임워크 하에서 진폭 계산의 일관성을 보장한다.