[논문 리뷰] Thesis: Orientifolds, Anomalies and the Standard Model

Pascal Anastasopoulos|ArXiv.org|2005. 03. 07.

Black Holes and Theoretical Physics참고 문헌 65인용 수 5

한 줄 요약

이 학위논문은 비초과대칭 오리엔티폴드 스퍼링 수축에서 표준모형 게이지 대칭을 D-브레인으로 실현하는 것을 조사하며, 비정상적인 U(1) 게이지 대칭에 초점을 맞춘다. 일관성 조건을 도출하고, 그린-샤르스 메커니즘을 통해 비정상적인 U(1)s의 순수 질량을 계산하며, 고차원에서의 이상성들이 이러한 질량에 영향을 준다는 것을 보여준다. 이 작업은 비정상적인 자기모멘트에 기반하여 스트링 스케일에 대한 현상물리적 제약 조건을 수립한다.

ABSTRACT

In this thesis, we study aspects of D-brane realizations of the Standard Model. Specifically, we study orientifold models with rotation and translation elements that break supersymmetry, provide the general consistency conditions and derive the massless spectrum for these type of orientifolds. These models contain in general anomalous U(1) gauge fields. The Green-Schwarz mechanism cancels the anomaly and provides a mass term for the anomalous gauge fields. We calculate the bare mass for supersymmetric and non-supersymmetric vacua and we show that higher dimensional anomalies can affect the masses of the anomalous U(1)s. Phenomenological aspects are also discussed. We evaluate the contribution of the extra U(1) fields to the anomalous moments and it is shown that this imposes constraints on the magnitude of the string scale.

연구 동기 및 목표

• 비초과대칭 오리엔티폴드 모형에서 D-브레인을 이용해 표준모형 게이지 대칭을 실현하는 일관된 모델을 구축하는 것.
• 이러한 모형에서 비정상적인 U(1) 게이지 대칭의 역할과 그들이 그린-샤르스 메커니즘을 통해 어떻게 상쇄되는지 분석하는 것.
• 초과대칭 및 비초과대칭 진공 상태에서 비정상적인 U(1) 게이지 보손의 순수 질량을 계산하는 것.
• 6차원 이상성이 4차원 수축에서 비정상적인 U(1)s의 질량에 어떻게 영향을 주는지 조사하는 것.
• 비정상적인 자기모멘트 기여를 통해 렙톤에 기여하는 추가 U(1) 게이지 보손들로부터 스트링 스케일에 대한 현상물리적 제약 조건을 도출하는 것.

제안 방법

• 초과대칭을 깨는 데에 회전 및 이동 요소를 포함한 타입 I 오리엔티폴드 모형을 구성하는 것.
• 수축된 스퍼링 진공 상태의 일관성을 확보하기 위해 모듈라 불변성과 태드포일 조건을 적용하는 것.
• 이상성을 상쇄하고 비정상적인 U(1) 게이지 장에 대한 질량 항을 유도하기 위해 그린-샤르스 메커니즘을 적용하는 것.
• 비초과대칭 개방 끈 진공 상태에서 배경장 방법을 사용해 비정상적인 U(1)s의 순수 질량을 계산하는 것.
• 6차원 이상성의 4차원 수축에 따른 분해를 분석하여 6차원과 4차원 이상성 구조 간의 관계를 규명하는 것.
• 렙톤 병합 함수를 평가하여 추가 U(1) 게이지 보손이 기여하는 비정상적인 자기모멘트 기여를 계산하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비초과대칭 오리엔티폴드 수축에서 비정상적인 U(1) 게이지 보손은 어떻게 질량을 얻는가?
• RQ2 4차원 효과적 양자장 이론에서 비정상적인 U(1)s의 질량을 결정하는 데에 고차원 이상성이 어떻게 기여하는가?
• RQ3 태드포일 상쇄 조건은 이러한 모형에서 허용되는 D-브레인 및 O-플레인 구성에 어떤 제약을 가하는가?
• RQ4 추가적인 U(1) 게이지 보손은 렙톤의 비정상적인 자기모멘트에 어떤 현상물리적 함의를 가진다?
• RQ5 이 프레임워크에서 뮤온의 비정상적인 자기모멘트 정밀 측정 결과로부터 스트링 스케일은 어느 정도 제약을 받을 수 있는가?

주요 결과

• 비정상적인 U(1) 게이지 보손의 순수 질량은 그린-샤르스 메커니즘에 의해 결정되며, 질량 항은 이상계수와 스트링 스케일에 비례한다.
• 비초과대칭 진공 상태에서는 배경장 방법을 통해 비정상적인 U(1)s의 순수 질량을 유한하고 계산 가능한 표현식으로 도출할 수 있다.
• 6차원 이상성은 탈수축 근사에서의 분석을 통해 4차원 수축에서 비정상적인 U(1)s의 질량에 직접적인 영향을 준다는 것이 입증되었다.
• 4차원에서의 Z′6 및 Z6 오리엔티폴드는 표준모형 게이지 대칭을 따르는 질량이 없는 스펙트럼을 지니며, 추가적인 U(1) 요소들은 현상물리학적 제약 조건을 받을 수 있다.
• 추가적인 U(1) 게이지 보손이 기여하는 뮤온의 비정상적인 자기모멘트 기여는 스트링 스케일에 상한선을 제시하며, 실험적 제한과 일치한다.
• 찬-파튼 인자 구조와 오리엔티폴드 작용이 D-브레인에 미치는 영향은 게이지 대칭의 붕괴 패턴과 질량이 없는 상태의 스펙트럼을 결정한다.