[논문 리뷰] Supersymmetric Superconducting Bag as a Core of Kerr Spinning Particle

Alexander Burinskii|ArXiv.org|2000. 08. 16.

Cosmology and Gravitation Theories참고 문헌 1인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 Witten의 우주 초전도체 끈에서 유도된 U(1)×Ũ(1) 장 모델을 응용하여, Kerr-Newman 스핀 입자에 대한 정규적이고 유한한 핵을 제공하는 초대칭 초전도성 백 모델을 제안한다. 이 모델은 내부 반-데시터(AdS) 진공과 외부 민코프스키 공간을 분리하는 BPS 포화 도메인 벽을 생성하며, 총 질량이 BPS 경계 이하인 '초극한' 상태를 가능하게 하여 전자 유사 모델에서의 매개변수 불일치 문제를 해결한다.

ABSTRACT

The problem of a regular matter source for the Kerr spinning particle is discussed. A class of minimal deformations of the Kerr-Newman solution is considered obeying the conditions of regularity and smoothness for the metric and its matter source. It is shown that for charged source corresponding matter forms a rotating bag-like core having (A)dS interior and smooth domain wall boundary. Similarly, the requirement of regularity of the Kerr-Newman electromagnetic field leads to superconducting properties of the core. We further consider the U(I) x U'(I) field model (which was used by Witten to describe cosmic superconducting strings), and we show that it can be adapted for description of superconducting bags having a long range external electromagnetic field and another gauge field confined inside the bag. Supersymmetric version of the Witten field model given by Morris is analyzed, and corresponding BPS domain wall solution interpolating between the outer and internal supersymmetric vacua is considered. The charged bag bounded by this BPS domain wall represents an `ultra-extreme' state with a total mass which is lower than BPS bound of the wall. It is also shown that supergravity suggests the AdS vacuum state inside the bag. Peculiarities of this model for the rotating bag-like source of the Kerr-Newman geometry are discussed.

연구 동기 및 목표

• Kerr-Newman 해에서의 특이성을 제거하기 위해 정규적이고 유한한 질량의 물질 원천을 도입하기 위해.
• 핵을 초전도성 백으로 모델링하여 장거리 전자기장과 내부 고립된 게이지 장을 포함하기 위해.
• 특히 Morris의 U(1)×Ũ(1) 모델을 적용하여 위상 전이와 진공 구조를 기술하기 위해 초대칭 장 이론을 적용하기 위해.
• 전하를 띤 백의 총 질량이 BPS 에너지 경계 이하로 떨어질 수 있음을 보여주어 현실적인 입자 유사 매개변수를 실현하기 위해.
• 초중력이 내부 백 내에서 반-데시터(AdS) 진공을 생성하는 데서의 역할을 탐색하며, 정규성과 안정성과의 일관성을 확보하기 위해.

제안 방법

• 스pacetime와 그 물질 원천의 정규성과 매끄러움을 확보하기 위해 Kerr-Schild 계열의 메트릭을 채택하기 위해.
• 우주 끈에 대해 개발된 U(1)×Ũ(1) 게이지-히긴스 모델을 사용하여 두 개의 독립적인 초전도 세그먼트를 가진 초전도성 백을 기술하기 위해.
• Morris의 초대칭 버전을 적용하여 편미분 초전도장과 내부 위상 동기화를 매개하는 스칼라 장 Z를 도입하기 위해.
• Bogomol’nyi 방정식을 해결하여 내부(가짜) 및 외부(진실) 초대칭 진공 사이를 연결하는 BPS 포화 도메인 벽 해를 유도하기 위해.
• N=1 초중력 이론에서 스트레스-에너지 텐서와 진공 에너지 밀도를 분석하여 강한 편미분 장이 음의 진공 에너지 밀도(Λ < 0)를 생성함으로써 내부에서 반-데시터 기하학이 유도됨을 보여주기 위해.
• 카일러 포텐셜과 초위상함수 형식을 사용하여 스칼라 포텐셜과 진공 구조를 계산하여 두 개의 분리된 초대칭 진공이 존재함을 확인하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 특이성이 없는 상태에서 Kerr-Newman 스핀 입자에 대해 정규적이고 유한한 질량의 원천을 초전도성 성질을 가진 백으로 구성할 수 있는가?
• RQ2 초대칭을 가진 U(1)×Ũ(1) 장 모델이 Kerr-Newman 기하학에 필요한 장거리 외부 전자기장과 내부 게이지 장의 봉쇄를 가능하게 하는가?
• RQ3 내부 및 외부 진공을 분리하는 도메인 벽이 BPS 포화 상태일 수 있으며, 이로 인해 백의 총 질량이 BPS 경계 이하로 떨어질 수 있는가?
• RQ4 초중력 이론이 내부 백에서 반-데시터(AdS) 진공을 생성하는 데서의 역할은 무엇이며, 이는 메트릭의 정규성과 일관성이 있는가?
• RQ5 초대칭 진공과 위상 전이 역학은 입자 유사 모델의 안정성과 물리적 매개변수에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 메트릭의 정규성과 매끄러움 요구 조건은 두꺼운 매끄러운 도메인 벽을 가진 백 형태의 핵을 유도하며, 이는 Kerr 해의 특이한 고리 구조를 대체한다.
• U(1)×Ũ(1) 장 모델은 성공적으로 장거리 외부 전자기장을 생성하고, 다른 게이지 장을 백 내부에 봉쇄하여 Kerr-Newman 장 구조와 일치시킨다.
• 초대칭 버전의 모델은 내부(가짜) 및 외부(진실) 초대칭 진공 사이를 연결하는 BPS 포화 도메인 벽 해를 도출한다.
• 도메인 벽의 음의 중력 기여로 인해 전하를 띤 백의 총 질량은 BPS 에너지 경계 이하로 떨어지며, 이는 '초극한' 상태의 실현을 가능하게 한다.
• N=1 초중력 이론에서 강한 편미분 장은 음의 진공 에너지 밀도(Λ < 0)를 생성하여 내부에서 반-데시터(AdS) 진공을 생성하며, 이는 정규성과 안정성과 일관성이 있다.
• 이 모델은 두 개의 독립적인 초전도 세그먼트를 지원한다: 내부 진공은 외부 전자기장에 대해 초전도성을 보이며, 외부 진공은 내부 게이지 장에 대해 자성 초전도체처럼 행동한다. 이들 사이의 결합은 스칼라 장 Z를 통해 약하게 이루어진다.