[논문 리뷰] Deformed Intersecting D6-Brane GUTS and N=1 SUSY

Christos Kokorelis|ArXiv.org|2002. 12. 22.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 35인용 수 15

한 줄 요약

이 논문은 유형 IIA 오리엔티포이드에서 비초과대칭적이고 여섯 스택의 D6-브레인 교차 브레인 모델을 제안하며, 정확히 세 개의 쿼크 및 렙톤 세대, 추가 물질 없이, 중성자 붕괴 안정성을 갖는 패티-살람 GUTs를 실현한다. 교차점 주변의 쿼크/렙톤 양자수를 변형하고, 추가 브레인을 통해 N=1 초과대칭 섹터를 통합함으로써, 일반화된 그린-샤우르 메커니즘을 통해 비이상적인 U(1)'s가 질량을 가지지 않게 하고, 메조라나 오른쪽 뉘트리노 질량을 가능하게 하며, 표준모형 게이지군을 유지하고, GUT 스케일에서 m_e = m_d 관계를 충족시킨다.

ABSTRACT

We analyze the construction of non-supersymmetric three generation six-stack Pati-Salam (PS) $SU(4)_C imes SU(2)_L imes SU(2)_R$ GUT classes of models, by localizing D6-branes intersecting at angles in four dimensional orientifolded toroidal compactifications of type IIA. Special role in the models is played by the presence of extra branes needed to satisfy the RR tadpole cancellation conditions. The models contain at low energy {\em exactly the Standard model} with no extra matter and/or extra gauge group factors. They are build such that they represent deformations around the quark and lepton basic intersection number structure. The models possess the same phenomenological characteristics of some recently discussed examples (PS-A, PS-I; PS-II GUT classes; hep-th/0203187, hep-th/0209202; hep-th/0210004) of four and five stack PS GUTS respectively. Namely, there are no colour triplet couplings to mediate proton decay and proton is stable as baryon number is a gauged symmetry. The mass relation $m_e = m_d$ at the GUT scale is recovered. Even though more complicated, than in lower stack GUTS, the conditions of the non-anomalous U(1)'s to survive massless the generalized Green-Schwarz mechanism are solved consistently by the angle conditions coming from the presence of N=1 supersymmetric sectors involving the presence of {\em extra} branes and also required for the existence of a Majorana mass term for the right handed neutrinos.

연구 동기 및 목표

• 유형 IIA 초월 이론에서 비초과대칭적이고 현상학적으로 타당한 GUT 모델을 구축하여, 정확히 표준모형으로 붕괴되며, 추가 물질이 없는 세 개의 세대를 갖는다.
• 색상-삼중항 힉스 히에린 쌍의 위험한 상호작용을 피하기 위해 바리온 수를 게이지 대칭으로 간주함으로써 중성자 붕괴 안정성을 확보한다.
• N=1 초과대칭 섹터에서 생성된 게이지 단일체를 통해 오른쪽 뉘트리노 질량의 시이-스와 메커니즘을 실현한다.
• N=1 초과대칭 섹터와 추가 브레인을 통해 가능해지는 일반화된 그린-샤우르 메커니즘을 통해 잔류 U(1)'s의 이론적 일致성과 질량이 없는 상태를 확보한다.
• 이전의 네 스택 및 다섯 스택 모델을 여섯 스택 구성으로 확장하면서도, GUT 스케일에서 m_e = m_d 를 유지하는 주요 현상학적 특성을 유지한다.

제안 방법

• B-필드 플럭스가 있는 D9-브레인 배경으로의 T dual 변환을 통해, 인수분해된 T^6 오리엔티포이드 compactification에서 D6-브레인 교차를 사용하여 모델을 구성한다.
• 브레인 교차의 특정 각 조건을 도입하여, 타키온이 없는 스펙트럼을 확보하고 N=1 초과대칭 섹터를 실현한다.
• 추가 브레인을 도입하여 RR 태드포일을 상쇄하고, 일반화된 그린-샤우르 메커니즘을 통해 비이상적인 U(1)'s를 붕괴시키는 게이지 단일체를 생성한다.
• 쿼크와 렙톤의 교차 수 구조를 변형 기반으로 사용하여 여섯 스택의 패티-살람 GUT 모델을 구축한다.
• N=1 초과대칭 섹터에서 유도된 각 조건에 따라 일반화된 그린-샤우르 메커니즘이 일관되게 작용하도록 하여, 잔류 U(1)'s가 질량을 가지지 않도록 보장한다.
• 특정 게이지군과 브레인 구성 덕분에, GUT 스케일에서 m_e = m_d 관계가 정확히 재현됨을 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 유형 IIA 오리엔티포이드에서 비초과대칭적 여섯 스택 D6-브레인 모델이 정확히 세 개의 세대와 추가 물질 없이 표준모형으로 붕괴되는 패티-살람 GUT를 실현할 수 있는가?
• RQ2 색상-삼중항 힉스를 도입하지 않고도 이러한 비초과대칭 모델에서 중성자 붕괴 안정성을 보장할 수 있는가?
• RQ3 N=1 초과대칭 섹터는 잔류 U(1)'s에 대한 일반화된 그린-샤우르 메커니즘의 일관성을 확보하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ4 비초과대칭 교차 브레인 모델에서 오른쪽 뉘트리노의 메조라나 질량 항을 어떻게 생성할 수 있는가?
• RQ5 브레인 교차 기하학을 통해 여섯 스택 D6-브레인 GUT 모델에서 GUT 스케일에서 m_e = m_d 관계를 재현할 수 있는가?

주요 결과

• 모델은 게이지군 SU(4)_C × SU(2)_L × SU(2)_R 을 갖는 패티-살람 GUT를 실현하며, 저에너지에서 정확히 세 개의 세대와 추가 쿼리얼 페르미온이 없는 표준모형으로 붕괴된다.
• 중성자 붕괴 안정성이 보장되며, 바리온 수가 게이지 대칭이기 때문에 색상-삼중항 힉스가 중성자 붕괴를 매개하지 않는다.
• 특정 교차 수 구조와 게이지군 통합 덕분에 GUT 스케일에서 m_e = m_d 관계가 복원된다.
• 일반화된 그린-샤우르 메커니즘이 잔류 U(1)'s가 질량을 가지지 않도록 보장하며, 이 메커니즘은 N=1 초과대칭 섹터에서 유도된 각 조건을 통해 일관되게 실현된다.
• N=1 초과대칭 섹터에서 생성된 게이지 단일체를 통해 오른쪽 뉘트리노의 메조라나 질량 항이 생성되며, 이는 LSND 진동 데이터와 일치한다.
• 앱엔디스 A에 나열된 각 조건 하에서 모델은 타키온이 없지만, NS-NS 태드포일은 그대로 남아 있어 안정성 문제로 남아 있다.