[논문 리뷰] Radion tunneling in higher curvature gravity

Tanmoy Paul, Soumitra SenGupta|arXiv (Cornell University)|2018. 01. 12.

Black Holes and Theoretical Physics인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 고차원 곡률 F(R) 중력에 의해 지배되는 다섯 번째 차원 아디스-반드스 (AdS) 비틀린 시공간에서의 라디온 터널링을 조사하며, F(R) 중력의 스칼라 자유도가 모듈러스 포텐셜을 생성함을 보여준다. 이 연구는 터널링 확률이 크게 억제되는 영역—브레인의 안정성을 나타냄—이 게이지 계층 문제를 해결하는 데 필요한 매개변수 범위와 정확히 일치함을 발견한다.

ABSTRACT

We consider a five dimensional AdS warped spacetime where the bulk geometry is governed by higher curvature $F(R)$ gravity. In this model, we determine the modulus potential originating from the scalar degree of freedom of higher curvature gravity. In the presence of this potential, we investigate the possibility of modulus (radion) tunneling leading to an instability in the brane configuration. Our results reveal that the parametric regions where the tunneling probability is highly suppressed, corresponds to the parametric values required to resolve the gauge hierarchy problem.

연구 동기 및 목표

• 5D AdS 비틀린 시공간 내에서 고차원 곡률 F(R) 중력 프레임워크에서 브레인 구성을 안정화시키는지 탐구한다.
• F(R) 중력에서 발생하는 스칼라 자유도로부터 유래하는 모듈러스(라디온) 포텐셜을 유도한다.
• 이 수정 중력 모델 하에서 라디온 터널링이 브레인 시스템의 불안정성을 초래할 수 있는지 평가한다.
• 터널링이 억제되는 매개변수 영역을 규명하고, 이들이 게이지 계층 문제 해결과 어떤 관련이 있는지 평가한다.

제안 방법

• 고차원 곡률 F(R) 중력에 기반한 다섯 번째 차원 아디스-반드스(AdS) 비틀린 기하학으로 부스러기 시공간을 모델링한다.
• F(R) 중력 작용에서 스칼라 자유도를 추출하여 모듈러스 포텐셜에 기여한다.
• 비틀린 배경에서 스칼라 모드의 역학을 사용하여 라디온 장에 대한 효과적 포텐셜을 구성한다.
• 반고전적 근사에서 인stanton 방법을 사용하여 라디온 장의 터널링 확률을 계산한다.
• 특히 계층 문제와 관련된 매개변수들과의 관계에서 터널링 억제의 의존성을 분석한다.
• 억제된 터널링의 매개변수 영역을 게이지 계층 문제 해결에 필요한 영역과 비교한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 F(R) 중력의 스칼라 자유도는 비틀린 5D AdS 시공간에서 모듈러스 포텐셜에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 이 고차원 곡률 중력 모델에서 라디온 터널링의 비율은 얼마이며, 어떤 조건에서 억제되는가?
• RQ3 라디온 터널링의 억제 정도가 게이지 계층 문제를 해결하는 데 필요한 매개변수 영역과 얼마나 일치하는가?
• RQ4 터널링 역학을 통해 브레인 구성의 안정성과 계층 문제 사이에 분석적으로 연결을 맺을 수 있는가?

주요 결과

• F(R) 중력의 스칼라 자유도는 비틀린 5D 시공간에서 라디온 장의 역학을 지배하는 모듈러스 포텐셜을 생성한다.
• F(R) 모델의 특정 매개변수 영역에서 라디온 장의 터널링 확률이 크게 억제된다.
• 터널링이 가장 크게 억제되는 영역은 정확히 게이지 계층 문제를 해결하는 데 필요한 매개변수 값과 일치한다.
• 이 상응성은 브레인 구성의 안정성—억제된 터널링에 의해 보호됨—이 계층 문제를 해결하는 데 필요한 동일한 영역에서 자연스럽게 발생함을 시사한다.
• 결과는 양자적 안정성(터널링 억제를 통한)과 고차원 곡률 중력 모델에서의 계층 문제 사이에 비트리비얼한 연결이 있음을 나타낸다.