[논문 리뷰] Vacuum Constraints for Realistic Heterotic M-Theories

Burt A. Ovrut|arXiv (Cornell University)|2018. 11. 21.

Black Holes and Theoretical Physics인용 수 2

한 줄 요약

이 논문은 강한 상호작용 히터로틱 M-이론 compactification에서 일관된 은밀한 섹터 게이지 bundle을 위한 일반적인 수학적 체계를 개발하며, 11차원 이론의 κ₁₁⁴ᐟ³ 차수에서 선형화된 이중 도메인 월 근사에서, 비틀림 보존, 양자역학적 게이지 커플링의 양성, N=1 초대칭 보존 조건에 기반한 진공 제약 조건을 도출한다.

ABSTRACT

The compactification from the 11-dimensional Horava-Witten orbifold to 5-dimensional M-theory on a Schoen Calabi-Yau threefold is reviewed, as is the specific $SU(4)$ vector bundle leading to the heterotic standard model in the observable sector. A generic formalism for a consistent hidden sector gauge bundle, within the context of strongly coupled M-theory, is presented. Anomaly cancellation and the associated bulk space 5-branes are discussed in this context. The further compactification to a 4-dimensional effective field theory on a linearized BPS double domain wall is then presented to order $\kappa_{11}^{4/3}$. Specifically, the generic constraints required for anomaly cancellation and by the linearized domain wall solution, the constraints imposed by the necessity for positive, perturbative squared gauge couplings to this order and the restrictions on the $D$-terms for preserving or spontaneously breaking $N=1$ supersymmetry are presented.

연구 동기 및 목표

• 강한 상호작용 M-이론 compactification에서 일관된 은밀한 섹터 게이지 bundle을 위한 일반적인 프레임워크를 수립하기 위해.
• 5차원 M-이론 근사에서 비틀림 보존 및 배경 5-브레인 기여에 기인한 진공 제약 조건을 분석하기 위해.
• 4차원 효과 이론에서 κ₁₁⁴ᐟ³ 차수에서 양성이고 양자역학적으로 정상적인 제곱 게이지 커플링을 유지하기 위한 조건을 유도하기 위해.
• 선형화된 도메인 월 배경에서 N=1 초대칭이 유지되거나 자동으로 깨지는지를 결정하는 D-term 조건을 규명하기 위해.

제안 방법

• 관측 섹터에 대해 SU(4) 벡터 번들의 존재를 고려한, 슈렌 칼라비-야우 3-fold 위에서의 11차원 호라바-위텐 오르비폭화 compactification을 통한 5차원 M-이론으로의 전환 검토.
• 비틀림 보존과 호환되는 강한 상호작용 M-이론 내에서 은밀한 섹터 게이지 번들의 일반적인 수학적 체계 수립.
• 비틀림 보존에 기여하고 진공 구조에 영향을 미치는 배경 공간 5-브레인의 역할 분석.
• κ₁₁⁴ᐟ³ 차수에서 선형화된 이중 도메인 월 compactification을 통해 4차원 효과 이론 유도.
• 4차원 이론에서 양성이고 양자역학적으로 정상적인 제곱 게이지 커플링을 요구하는 조건 유도.
• N=1 초대칭이 유지되거나 자동으로 깨지는지 여부를 판단하기 위한 D-term 조건 평가.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 강한 상호작용 M-이론 compactification에서 비틀림 보존을 보장하기 위해 은밀한 섹터 게이지 번들이 만족해야 할 일반적인 조건은 무엇인가?
• RQ2 5차원 M-이론 근사에서의 배경 공간 5-브레인은 진공 구조의 일관성에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ3 κ₁₁⁴ᐟ³ 차수에서 4차원 효과 이론의 게이지 커플링이 양성이고 양자역학적으로 정상적으로 유지되기 위해 필요한 조건은 무엇인가?
• RQ4 선형화된 도메인 월 해법에서 어떤 D-term 구성이 N=1 초대칭의 유지 또는 자동으로 깨짐을 허용하는가?
• RQ5 비틀림 보존, 게이지 커플링의 양성, D-term 조건이 결합된 결과로, 어떤 진공 선택 규칙이 4차원 효과 이론에서 도출되는가?

주요 결과

• 비틀림 보존과 강한 상호작용 M-이론의 구조와 호환되는 일관된 은밀한 섹터 게이지 번들의 일반적인 수학적 체계가 수립되었다.
• 비틀림 보존은 5차원 M-이론 프레임워크 내에서 배경 공간 5-브레인의 포함을 통해 강제로 이행될 수 있음을 입증하였다.
• 진공 해법은 4차원 효과 이론에서 κ₁₁⁴ᐟ³ 차수에서 제곱 게이지 커플링이 양성이고 양자역학적으로 정상적으로 유지되어야 한다는 조건을 수반한다.
• 선형화된 도메인 월 배경에서 N=1 초대칭이 유지되거나 자동으로 깨지는지를 결정하는 D-term 조건이 도출되었다.
• 비틀림 보존, 게이지 커플링 제약 조건, D-term 조건 간의 상호작용은 4차원 효과 이론에서 비트리비어한 진공 선택 규칙의 집합을 정의한다.
• κ₁₁⁴ᐟ³ 차수에서의 선형화된 이중 도메인 월 compactification은 이러한 진공 제약 조건을 유도하기 위한 일관된 프레임워크를 제공한다.