[논문 리뷰] Scalar Mass and Cosmological Constant induced by ``Anomalous" $U(1)$ $D$-term

Hiroaki Nakano|ArXiv.org|1994. 04. 06.

Black Holes and Theoretical Physics인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 4차원 초대칭 이론에서 이물질 U(1) 게이지 대칭과 D-항을 가진다. 초대칭 깨짐 이후 비일관된 스칼라 질량과 양의 진공 에너지 밀도를 생성한다. 이 메커니즘은 문자 그대로 초월 모델에서 자연스럽게 실현되며, F-항과 D-항 기여의 상쇄로 인해 일관된 스칼라 질량과 0에 수렴하는 진공 에너지 밀도를 얻을 수 있다. 간단한 오르비폴드 모델을 통해 이를 설명한다.

ABSTRACT

When the supersymmetric theory contains the ``anomalous" $U(1)$ gauge symmetry with Green-Schwarz anomaly cancellation mechanism in 4 dimensions, its Fayet-Iliopoulos $D$-term generates non-universal scalar masses and the positive cosmological constant after the supersymmetry breaking. Both give the new contributions to the known results from $F$-term. Our mechanism is naturally realized in many string models and in some cases, leads to remarkable cancellations between $F$- and $D$-term contributions, providing the universal scalar mass and vanishing cosmological constant. We illustrate how such a possibility can arise by taking a simple orbifold example.

연구 동기 및 목표

• 이상한 U(1) D-항이 4차원 초대칭 이론에서 스칼라 질량과 진공 에너지 밀도에 미치는 영향을 조사하는 것.
• 페이에트-일리아포울로스 항을 통한 D-항 기여가 초대칭 깨짐 상황에서 F-항 기여와 어떻게 상호작용하는지 검토하는 것.
• F-항과 D-항의 상쇄를 통해 스칼라 질량이 일관되게 되고 진공 에너지 밀도가 0이 되는 조건을 탐색하는 것.
• 이 메커니즘이 실제 초월(compactification) 모델에서 어떻게 실현될 수 있는지, 단순한 오르비폴드 모델을 구체적인 예시로 제시하여 타당성을 입증하는 것.
• 그린-샤우르 이상 보정 메커니즘이 스칼라 질량 스펙트럼과 진공 에너지의 구조에 미치는 역할을 명확히 하는 것.

제안 방법

• 이 분석은 이상한 U(1) 게이지 대칭과 페일리아포울로스 항에서 기인하는 D-항을 포함한 4차원 N=1 초대칭 이론에 기반한다.
• D-항은 스칼라 포텐셜에 기여하며, 초대칭 깨짐 이후 스칼라 질량의 일관성 파괴와 양의 진공 에너지 밀도를 생성한다.
• 이 메커니즘은 특히 게이지 및 물질 성분이 명확히 정의된 오르비폴드 compactification에서 연구되며, 초월 유래 모델의 맥락에서 분석된다.
• 효과적 장 이론 기법을 사용하여 소프트 질량과 진공 에너지에 대한 F-항과 D-항 기여의 상호작용을 분석한다.
• F-항과 D-항 효과 간의 명시적 상쇄를 검토하여 스칼라 질량이 일관되게 되고 진공 에너지 밀도가 0이 되는 조건을 규명한다.
• 이러한 상쇄가 초월 이론 프레임워크에서 자연스럽게 발생할 수 있도록 최소한의 오르비폴드 모델을 구성한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이상한 U(1) 게이지 대칭에서 기인하는 D-항은 4차원 초대칭 이론에서 스칼라 질량과 진공 에너지 밀도에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 D-항 기여가 F-항 기여와 상쇄되어 일관된 스칼라 질량을 유도할 수 있는 조건은 무엇인가?
• RQ3 이상한 U(1) 대칭이 있는 모델에서 F-항과 D-항의 균형을 통해 진공 에너지 밀도를 0으로 이끌 수 있는가?
• RQ4 이상 보정을 위한 그린-샤우르 메커니즘이 D-항의 구조와 그 물리적 결과와 어떻게 관련되어 있는가?
• RQ5 이 D-항 메커니즘은 오르비폴드 모델과 같은 실제 초월 compactification에서 어느 정도 실현 가능한가?

주요 결과

• 이상한 U(1) 게이지 대칭에서 기인하는 D-항은 초대칭 깨짐 이후 비일관된 스칼라 질량과 양의 진공 에너지 밀도를 유도한다.
• 진공 에너지 밀도에 대한 D-항 기여는 항상 양의 값을 가지며, 이는 F-항 기여가 모델에 따라 음수 또는 양수일 수 있음과 대비된다.
• 특정 초월 compactification, 예를 들어 연구된 오르비폴드 모델에서 F-항과 D-항 기여 간의 상쇄로 인해 일관된 스칼라 질량이 유도될 수 있다.
• 동일한 상쇄로 인해 개별적으로 비영인 F-항과 D-항 기여가 존재하더라도 진공 에너지 밀도가 0이 될 수 있다.
• 이 메커니즘은 많은 초월 모델에서 자연스럽게 실현되며, 초대칭 이론에서 진공 에너지 문제의 잠재적 해결책을 제시한다.
• 모델은 D-항과 그린-샤우르 메커니즘 간의 상호작용이 물리적으로 유리한 결과, 예를 들어 질량의 일관성과 진공 에너지 안정화를 이끌 수 있음을 보여준다.