[論文レビュー] A model with bulk and brane gauge kinetic terms and SUSY breaking without hidden sector

Bumseok Kyae|ArXiv.org|Jul 31, 2002

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 6

ひとこと要約

本稿は、$S^1/(Z_2 \times Z_2')$ の設定において、バルクおよびブレーンのゲージカイネティック項を有する5次元オルビフォールドコンパクト化モデルを提案し、低エネルギーで$N=1$スーパーサイムメトリ、$U(1)$ゲージ対称性を実現する。バルク$SU(2)$結合定数$g^2$がコンパクト化スケールを超えて発散するにもかかわらず、ブレーンのダイナミクスのおかげで有効$U(1)$結合定数$e^2g^2/(e^2+g^2)$は小さく保たれる。奇数パリティのゲージノーのコンデンセーションにより重力媒介によるスモールSUSY破れ質量が生じ、隠れたセクターを必要としないSUSY破れを実現する。

ABSTRACT

We derive various solutions for the gauge field and the gaugino when there are both 5D bulk kinetic terms and 4D brane kinetic terms. Below the compactification scale $1/y_c$, gauge interaction by the massless mode is universal, independent of the locations of sources, but above $1/y_c$, the interaction distinguishes their locations. We consider the $S^1/(Z_2 imes Z_2')$ orbifold compactification, in which N=2 SUSY and SU(2) gauge symmetry break down to N=1 and U(1), respectively. While the odd parity gauge fields under $Z_2$, $A^1_μ$ and $A^2_μ$, interact with the bulk gauge coupling $g^2$, $A^3_μ$ at low energy interacts with $e^2g^2/(e^2+g^2)$ due to the brane kinetic term with the coupling $e^2$. Even if $g^2$, which is asymptotically free, blew up at the scale $1/y_c

研究の動機と目的

• 5次元ゲージ理論において、$S^1/(Z_2 \times Z_2')$ オルビフォールドコンパクト化の下でバルクおよびブレーンのカイネティック項を有するモデルを構築すること。
• バルクとブレーンのゲージ結合定数の相互作用が低エネルギーにおけるゲージ相互作用および有効結合定数に与える影響を分析すること。
• $N=2$バルクSUSYおよび$SU(2)$ゲージ対称性があるにもかかわらず、低エネルギーで$N=1$スーパーサイムメトリと$U(1)$ゲージ対称性が保存されることを示すこと。
• 奇数パリティのゲージノーのコンデンセーションが重力媒介を通じて偶数パリティのゲージノーのスモールSUSY破れ質量を生成することを示すこと。これにより、隠れたセクターを必要としない。

提案手法

• 5次元$S^1/(Z_2 \times Z_2')$ オルビフォールドにおいて、バルクカイネティック項（$g^2$）とブレーン局在カイネティック項（$e^2$）の両方が存在する状況でのゲージ場およびゲージノーのプロパゲーターを導出すること。
• 運動方程式を運動量空間および余剰次元空間で解き、$y=0$および$y=\pm y_c$における境界条件を用いる。
• $Z_2$および$Z_2'$ オルビフォールド射影を用いて、$N=2$SUSYおよび$SU(2)$ゲージ対称性を低エネルギーで$N=1$SUSYおよび$U(1)$ゲージ対称性に削減すること。
• 偶数パリティ$U(1)$ゲージボソンの有効ゲージ結合定数$g^2_{\text{eff}} = e^2g^2/(e^2 + g^2)$を分析し、$1/y_c$を超えて$g^2$が発散してもその安定性を示すこと。
• 5次元超重力理論における重力媒介をモデル化し、奇数パリティゲージノー（$\Psi^1, \Psi^2$）のコンデンセーションが補助場$\vec{t}$を介して偶数パリティゲージノー（$\Psi^3$）のスモール質量項を生成することを示すこと。
• 奇数パリティ場が動的コンfinementセクターとして機能することにより、別個の隠れたセクターを導入する必要がないことを示すこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 バルクおよびブレーンのゲージカイネティック項を有する5次元$S^1/(Z_2 \times Z_2')$モデルは、低エネルギーで$N=1$SUSYおよび$U(1)$ゲージ対称性を実現できるか？
• RQ2 ブレーンカイネティック項の存在が、バルク結合定数と比較して偶数パリティ$U(1)$ゲージボソンの有効ゲージ結合定数にどのように影響を与えるか？
• RQ3 奇数パリティ場のゲージノーのコンデンセーションが、重力媒介を通じて偶数パリティゲージノーのスモールSUSY破れ質量を誘導できるか？
• RQ4 明示的な隠れたセクターを導入せずに、スモールSUSY破れを実現できるか？
• RQ5 コンパクト化スケールを超えて$g^2$が発散する場合、有効結合定数$g^2_{\text{eff}} = e^2g^2/(e^2 + g^2)$の高エネルギーにおける振る舞いはいかなるものか？

主な発見

• バルク結合定数$g^2$がコンパクト化スケール$1/y_c$を超えて発散しても、$e^2$の独立性のおかげで有効$U(1)$ゲージ結合定数$g^2_{\text{eff}} = e^2g^2/(e^2 + g^2)$は低エネルギーで小さく保たれる。
• 偶数パリティゲージ場$A^3_{\mu}$の質量ゼロモードは低エネルギーで物質に普遍的にカップルするが、$1/y_c$を超えるエネルギー領域ではバルク源とブレーン源の違いが顕著に現れる。
• 結合定数$g^2$が発散する際に、奇数パリティゲージノー$\Psi^1$および$\Psi^2$がコンデンセートし、非ゼロの真空期待値$\langle \Psi^1 \vec{\tau} \Psi^1 \rangle = \langle \Psi^2 \vec{\tau} \Psi^2 \rangle \neq 0$を形成する。
• 5次元超重力理論における重力媒介により、奇数パリティゲージノーのコンデンセートが補助場$\vec{t}$を介して偶数パリティゲージノー$\Psi^3$のスモール質量項を生成する。
• 奇数パリティゲージノーが動的コンフィネーションセクターとして機能するため、隠れたセクターを必要としないスモールSUSY破れが実現される。
• $N=2$バルクSUSYおよび$SU(2)$ゲージ対称性がオルビフォールドによって破壊されるにもかかわらず、低エネルギーで$N=1$スーパーサイムメトリと$U(1)$ゲージ対称性が保存される。