[논문 리뷰] Phenomenology of Strongly Coupled Heterotic String Theory

T. Banks, Michael Dine|ArXiv.org|1996. 09. 05.

advanced mathematical theories참고 문헌 2인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 M-이론의 프레임워크 내에서 강하게 결합된 헤테로지식 스트링 이론의 현상론적 함의를 탐구하며, 큰 압축화 반경이 통합 스케일에서 M-이론 기술을 이끌어낸다고 제안한다. 이 이론은 양성자 붕괴를 억제하기 위해 근사적인 이산 대칭을 식별하고, 강한 CP 문제를 해결하는 데 한두 개의 가벼운 아키온을 예측하며, 페르투르바티브 진공에 비해 이 영역에서 모듈라 우주론의 복잡성을 강조한다.

ABSTRACT

This is the text of a talk given at the Inaugural Conference of the Asia Pacific Center for Theoretical Physics, Seoul, Korea, June 9, 1996. If nature is described by string theory, and if the compactification radius is large (as suggested by the unification of couplings), then the theory is in a regime best described by the low energy limit of $M$-theory. We discuss some phenomenological aspects of this view. The scale at which conventional quantum field theory breaks down is of order the unification scale and consequently (approximate) discrete symmetries are essential to prevent proton decay. There are one or more light axions, one of which solves the strong CP problem. Modular cosmology is still problematic but much more complex than in perturbative string vacua.

연구 동기 및 목표

• 큰 압축화 반경을 가진 강하게 결합된 헤테로지크 스트링 이론의 현상론적 결과를 조사하는 것.
• 통합 스케일에서 M-이론의 저에너지 근사가 물리학을 어떻게 묘사하는지 검토하는 것.
• 정확한 게이지 대칭이 없는 상황에서 양성자 붕괴를 안정화시키는 메커니즘을 규명하는 것.
• 이 프레임워크 내에서 아키온이 강한 CP 문제를 해결하는 데 어떻게 기여하는지 탐색하는 것.
• 비페르투르바티브 스트링 진공에 비해 페르투르바티브 진공과 비교했을 때 모듈라 우주론의 타당성을 평가하는 것.

제안 방법

• 강하게 결합된 헤테로지크 스트링에서 유도된 M-이론의 저에너지 유도 필드 이론을 분석한다.
• 큰 압축화 반경의 가정을 적용하여, 페르투르바티브 스트링 이론보다 M-이론 기술을 정당화한다.
• 통합 스케일에서 양성자 붕괴를 억제하기 위해 근사적인 이산 대칭을 메커니즘으로 식별한다.
• M-이론 압축화와 일관된 한두 개 이상의 가벼운 아키온을 도입하여 강한 CP 문제의 해결책으로 삼는다.
• 비페르투르바티브 진공에서의 모듈라 불변성과 우주론적 제약 조건의 구조를 평가한다.
• 비페르투르바티브 진공과의 유사점과 대비점을 도출하여, 우주론적 역학에서 증가된 복잡성을 부각한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 큰 압축화 반경을 가진 강하게 결합된 헤테로지크 스트링 이론에서 M-이론의 저에너지 근사는 어떻게 유도되는가?
• RQ2 정확한 글로벌 또는 게이지 대칭이 없는 상황에서 통합 스케일에서 양성자 붕괴를 안정화시키는 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 이 M-이론 프레임워크에서 아키온은 어떻게 유도되며, 강한 CP 문제를 해결할 수 있는가?
• RQ4 비페르투르바티브 헤테로지크 진공에서 모듈라 불변성의 우주론적 함의는 무엇인가?
• RQ5 왜 이 영역에서 모듈라 우주론은 페르투르바티브 스트링 진공에 비해 더 복잡한가?

주요 결과

• 통합 스케일은 전통적인 양자장 이론이 붕괴하는 스케일이며, 따라서 양성자 붕괴를 억제하기 위해 근사적인 이산 대칭이 필요하다.
• 한두 개 이상의 가벼운 아키온이 예측되며, 그 중 하나는 강한 CP 문제의 해결책으로 기능한다.
• 이 프레임워크에서 모듈라 우주론은 여전히 문제적이다. 페르투르바티브 스트링 진공에 비해 더 큰 복잡성을 보인다.
• 압축화 반경이 클 경우, 저에너지에서의 유도 필드 이론 기술은 M-이론과 일관된다.
• 이론의 현상론은 이산 대칭, 아키온 구성, 그리고 모듈라 불변성 간의 상호작용에 의해 제약을 받는다.
• 이 프레임워크는 이전에 페르투르바티브 접근에서 상정한 것보다 더 풍부한 우주론적 역학의 구조를 암시한다.