[논문 리뷰] Discrete symmetries from hidden sectors

Pascal Anastasopoulos, Robert Richter외 1명|arXiv (Cornell University)|2015. 02. 09.

Black Holes and Theoretical Physics참고 문헌 51인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 이전의 스트링 compactification에서 이산 대칭에 관한 연구를 확장하여, 전역적으로 일관된 Gepner orientifold 모델의 가시 영역과 은신 영역 양쪽에서 U(1) 게이지 요소의 선형 조합으로부터 유도되는 아벨 이산 대칭을 允許한다. 대칭 분석을 먼저 수행하기보다는, 먼저 타드포일-취소 은신 영역을 식별하는 순서로 전환함으로써, 이론적으로 의미 있는 이산 대칭—특히 물질 포arity와 바이론 트리얼리티—를 찾을 확률을 크게 향상시켰다. 이는 이러한 대칭이 여러 개의 MSSM 유사 Gepner 모델에서 실현됨을 보여준다.

ABSTRACT

We study the presence of abelian discrete symmetries in globally consistent orientifold compactifications based on rational conformal field theory. We extend previous work [1] by allowing the discrete symmetries to be a linear combination of U(1) gauge factors of the visible as well as the hidden sector. This more general ansatz significantly increases the probability of finding a discrete symmetry in the low energy effective action. Applied to globally consistent MSSM-like Gepner constructions we find multiple models that allow for matter parity or Baryon triality.

연구 동기 및 목표

• 이전 모델에서 가시 영역 U(1) 요소에만 의존하는 경우, 아벨 이산 대칭을 찾는 확률이 낮다는 문제를 해결하기 위해.
• 이산 대칭을 정의하는 선형 조합에 은신 영역 U(1) 게이지 요소를 포함시키면, 현상학적으로 의미 있는 대칭을 실현할 가능성이 증가하는지 조사하기 위해.
• 양자역학적으로 일관된 Gepner 모델에서, 양성자 붕괴를 금지하는 차원-5 연산자에 의해 금지되는 이산 대칭—특히 물질 포arity와 바이론 트리얼리티—를 실현하는지 확인하기 위해.
• 가시 영역과 은신 영역의 혼합 U(1) 대칭—저에너지에서 붕괴되지 않을 수 있는 대칭—이 양성자 안정성과 코어링스 제약을 제공할 수 있는지 탐색하기 위해.
• 5028개의 타드포일-취소 Gepner 모델 샘플에서 이러한 대칭의 통계적 퍼지율을 평가하고, 이들이 스트링 지형도에 미치는 영향을 분석하기 위해.

제안 방법

• 계산 순서를 뒤집어, 먼저 타드포일-취소 은신 영역을 식별한 후 이산 대칭을 분석함으로써, 가시 영역과 은신 영역 양쪽의 U(1) 요소를 포함할 수 있도록 한다.
• 그린-샤우스 메커니즘을 적용하여, 비가역적인 U(1) 게이지 대칭을 식별하고, 이들이 질량을 가지게 되어 저에너지 유사 이론에서 전역 이산 대칭을 남긴다.
• 가시 영역과 은신 영역 양쪽의 U(1) 전하의 선형 조합을 구성하여 후보 이산 대칭 Z_N을 정의하고, 이들이 모든 D-입자기 구성과 교환 가능하도록 한다.
• 제안된 Z_N 대칭의 일관성을 확보하기 위해 이산 게이지 이상 취소 조건을 적용한다.
• ADKS 클래스 7506과 마드리드 하이퍼차지 임베딩 내에서, 전역적으로 일관되고 타드포일-취소된 5028개의 Gepner 모델에 대한 체계적 스캔을 수행한다.
• 후보 이산 대칭에 대한 모든 장의 전하 할당을 분석하여, 어떤 상호작용이 금지되는지 확인한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 은신 영역 U(1) 요소를 대칭 조합에 포함시킬 경우, 전역적으로 일관된 Gepner orientifold compactification에서 물질 포arity나 바이론 트리얼리티와 같은 이산 대칭이 실현될 수 있는가?
• RQ2 은신 영역 U(1) 요소를 포함시키면, 가시 영역 U(1)에 국한된 모델 대비 저에너지 효과 이론에서 이산 대칭을 확보할 확률이 어떻게 변화하는가?
• RQ3 은닉 영역과 가시 영역의 혼합 U(1) 대칭 중, 저에너지에서 붕괴되지 않고 남아서 양성자 안정성에 기여할 수 있는 대칭이 존재하는가?
• RQ4 큰 규모의 일관된 Gepner 모델 샘플에서, 이상 취소 조건을 만족하는 Z_2 및 Z_3 대칭의 통계적 퍼지율은 얼마인가?
• RQ5 현재 샘플에서 양성자 헕살리티(동시에 물질 포arity와 바이론 트리얼리티)가 관측되지 않은 것은, 억제 요인 10~1000의 존재를 시사하는가, 아니면 샘플 크기가 제한되어 있기 때문인가?

주요 결과

• 가시 영역과 은신 영역 양쪽의 U(1) 게이지 요소의 선형 조합을 允許함으로써, 저에너지 효과 이론에서 아벨 이산 대칭을 찾을 확률이 크게 증가한다.
• 5028개의 전역적으로 일관된 MSSM 유사 Gepner 모델 중, 여러 모델에서 물질 포arity(Z_2)가 실현되었고, 몇몇은 바이론 트리얼리티(Z_3)를 보였지만, 동시에 둘 다 실현된 모델은 없었다.
• 가능한 Z_6 선택지 중에서, L^2_6 R_6 형태의 Z_6 대칭 한 개가 실현됨을 확인했다.
• 이산 대칭을 가진 85%의 모델에서, 대칭이 가시 영역에 비자명하게 작용하여, 차원-5 양성자 붕괴로 이어지는 불필요한 상호작용을 금지한다.
• 모든 Z_2 및 Z_3 이산 대칭 중 이상 취소 조건을 만족하는 것은 실현되었으며, 이는 이러한 대칭이 모델 공간 전반에 걸쳐 널리 실현됨을 확인한다.
• 현재 샘플에서의 관측 결과를 바탕으로, 바람직한 대칭인 양성자 헕살리티의 억제 요인이 10에서 1000 사이일 가능성이 높다는 것이 제안된다.