[论文解读] Beyond the SM; D-brane model building from intersecting brane worlds

Christos Kokorelis|ArXiv.org|Feb 11, 2004

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 23被引用 7

一句话总结

该论文首次在相交膜世界中构建了真实的D-brane模型，实现了仅在低能下存在标准模型的翻转SU(5)与标准SU(5) GUT。通过在具有特定缠绕数和以特定角度相交的Z₃定向纯化上构建D6-branes，该模型实现了正确的手征费米子内容，识别出GUT和电弱希格斯场，并通过一种新方法解决了双态-三重态分裂问题，从而抑制了质子衰变。

ABSTRACT

We discuss the appearance of non-supersymmetric D6-brane GUT model constructions. We focus on the construction of the first examples of flipped SU(5) and SU(5) GUTS which have only the SM at low energy. These constructions are based on 4D compactifications in Z3 toroidal orientifolds of type IIA with D6-branes intersecting at angles.

研究动机与目标

• 在仅在低能下存在标准模型的4D Z₃环面定向纯化中构建非超对称D6-brane GUT模型。
• 通过特定的膜配置使用相交D6-branes实现在相交膜世界中的翻转SU(5)与标准SU(5) GUT。
• 在相交膜世界的谱系中识别出正确的GUT与电弱希格斯场。
• 通过相交膜世界中一种新机制稳定三重态希格斯真空期望值，从而抑制质子衰变。
• 在不依赖超对称性的前提下，解决相交膜世界模型中的双态-三重态分裂问题。

提出的方法

• 在Z₃定向纯化上构建具有缠绕数(Yₐ, Zₐ) = (3, ½)与(Y_b, Z_b) = (3, -½)的D6-brane配置，以实现U(5) × U(1) × U(1)规范群。
• 利用RR tadpole条件∑ₐ NₐZₐ = 2确保紧化几何中的异常抵消。
• 将GUT希格斯场识别为D6-brane堆栈a与定向纯化平面相交产生的无质量态，具体为H₁ ∈ 10与H₂ ∈ 10̄，其U(1)荷为Qₐ = ±2，Q_b = 0，Q^{fl} = ±1。
• 通过格林-施瓦茨机制重新标定无质量U(1)规范场，实现翻转U(1)对称性，其荷分配使模型转化为翻转SU(5)。
• 通过相互作用项L ∝ Y·10·10̄·h₄ + (1/M_s)·(10·10̄^B)²实现见-看机制，其中⟨h₄⟩ = v且⟨10̄^B⟩ = M_s。
• 通过新势能项r/M_s³(HHh)(F̄F̄h̄) + m(h̄h)(HH̄) + κ(HH̄)(HH̄)稳定三重态希格斯真空期望值，从而解决双态-三重态分裂问题。

实验结果

研究问题

• RQ1 在相交膜世界中，非超对称D6-brane模型能否实现仅在低能下存在标准模型的翻转SU(5) GUT？
• RQ2 在Z₃定向纯化的相交膜谱系中，如何识别出正确的GUT与电弱希格斯场？
• RQ3 在不依赖超对称性的前提下，相交膜世界GUT模型中何种机制可抑制质子衰变？
• RQ4 能否通过一种新势能稳定机制在相交膜世界模型中解决双态-三重态分裂问题？
• RQ5 从格林-施瓦茨机制中重新标定无质量U(1)规范场如何在有效理论中生成翻转U(1)生成元？

主要发现

• 首次在相交膜世界中构建了翻转SU(5) GUT的模型，其正确的手征费米子内容包括三代费米子与右手中微子。
• GUT希格斯场H₁与H₂被识别为D6-brane堆栈a与定向纯化平面相交产生的无质量态，在SU(5)下分别变换为10与10̄，其U(1)^fl荷为±1。
• 通过涉及h₄与10̄多重态B场的相互作用项实现了小中微子质量的见-看机制，其中⟨h₄⟩ = v且⟨10̄^B⟩ = M_s。
• 质子衰变通过新机制被抑制：势能项r/M_s³(HHh)(F̄F̄h̄) + m(h̄h)(HH̄) + κ(HH̄)(HH̄)稳定了三重态希格斯真空期望值，从而解决了双态-三重态分裂问题。
• 由于GUT尺度极高（~10¹⁶ GeV），该模型避免了规范介导的质子衰变模式，且因无规范Baryon数对称性，避免了危险的五维算符。
• 这是首个在不依赖超对称性的情况下，实现相交膜世界模型中完整双态-三重态分裂解决方案的实例。