[论文解读] MSSM GUT String Vacua, Split Supersymmetry and Fluxes

E.G. Floratos, Christos Kokorelis|ArXiv.org|Jul 26, 2006

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 33被引用 14

一句话总结

该论文在环形对称的环面紧化类型IIA弦理论中，首次构建了完全一致的非超对称弦真空态，实现了包含右手中微子的三重态MSSM谱，其规范群为Pati-Salam型 $SU(4)_c \times SU(2)_L \times SU(2)_R$，并包含质量型额外态，且在 $2.04 \times 10^{16}$ GeV 处实现真实的规范耦合统一。该构造通过含通量的相交D6-膜实现，通过一个保持不同 $N'=1$ 超对称性的信使扇区实现超对称性自发破缺，从而在弦论框架下实现了分隔超对称性，具有统一的标量轻子/夸克质量以及类希格斯ino的稳定费米子（LSP）。

ABSTRACT

We show that previous proposals to accommodate the MSSM with string theory N=0 non-supersymmetric compactifications coming from intersecting D6-branes may be made fully consistent with the cancellation of RR tadpoles. In this respect we present the first examples of non-supersymmetric string Pati-Salam model vacua with starting observable gauge group $SU(4)_c SU(2)_L SU(2)_R$ (SU(2) from Sp(2)'s) that accommodate the spectrum of the 3 generation MSSM with a gauged baryon number with all extra exotics (either chiral or non-chiral) becoming massive and all MSSM Yukawas realized. The N=1 supersymmetry of the visible sector is broken by an extra supersymmetry messenger breaking sector that preserves a different N$^{\prime}$=1 susy, exhibiting the first examples of stringy gauge mediated models. Due to the high scale of the models, these models are also the first realistic examples of carriers of stringy split supersymmetry exhibiting universal slepton/squark masses, massive string scale gauginos, {\em unification of SU(3), SU(2) gauge couplings at} $2.04 imes 10^{16}$ GeV, a stable proton and the appearance of a landscape split SM with chiral fermions and only Higgsinos below the scale of susy breaking; the LSP neutralino candidate could also be only Higgsino or Higgsino-Wino mixture. We also add RR, NS and metric fluxes as every intersecting D-brane model without fluxes can be accommodated in the presence of fluxes. The addition of metric fluxes in the toroidal lattice also stabilizes the expected real parts of all in AdS closed string moduli (modulo D-term affects), leaving unfixed only the imaginary parts of Kähler moduli.

研究动机与目标

• 构建完全一致的非超对称弦真空态，实现MSSM谱且无轻度额外态。
• 在环面方向对称的相交D6-膜模型中实现RR反常极化项的抵消。
• 实现一个具有规范耦合统一于 $2.04 \times 10^{16}$ GeV 且质子稳定的现实模型。
• 通过通量和超对称性破缺，将MSSM嵌入Pati-Salam GUT框架，包含质量型额外态。
• 提供具有统一标量质量与类希格斯ino LSP的分隔超对称性的弦论实现。

提出的方法

• 在保持可见扇区N=1超对称性的环面方向对称的IIA型弦紧化中构造D6-膜相交模型。
• 引入RR、NS和度量通量，以稳定复结构模和稳定Kähler模（实部），仅保留虚部未定。
• 利用D-膜相交实现MSSM的费米子谱，包括右手中微子，通过Pati-Salam规范群 $SU(4)_c \times SU(2)_L \times SU(2)_R$。
• 实施一个保持不同 $N'=1$ 超对称性的超对称性破缺信使扇区，导致规范介导的分隔。
• 通过显式求解反常极化项条件（包括 $\rho = 1, 1/3$ 和 $\epsilon = \tilde{\epsilon}$）确保RR反常极化项的抵消。
• 利用通量诱导的质量项使所有费米子和非费米子额外态获得质量，确保无轻度额外态残留。

实验结果

研究问题

• RQ1 在IIA型弦理论中，非超对称相交D6-膜模型能否实现无轻度额外态的完整三重态MSSM谱？
• RQ2 在非超对称D-膜模型中，能否在保持现实规范耦合统一与质子稳定性的同时实现RR反常极化项的抵消？
• RQ3 能否通过D-膜相交与通量在弦论模型中实现具有统一标量质量与类希格斯ino LSP的分隔超对称性？
• RQ4 RR、NS和度量通量如何稳定模参数，并影响这些真空中低能有效场论的结构？
• RQ5 能否在非超对称弦紧化中一致地嵌入Pati-Salam GUT框架，使所有额外态质量化且所有MSSM Yukawa耦合得以实现？

主要发现

• 该论文首次提出非超对称弦真空态，其Pati-Salam规范群为 $SU(4)_c \times SU(2)_L \times SU(2)_R$，实现完整三重态MSSM谱（含右手中微子）且无轻度额外态。
• 所有费米子与非费米子额外态均通过通量诱导质量项与Yukawa耦合获得质量，确保质子稳定且无额外轻态。
• 该模型在 $2.04 \times 10^{16}$ GeV 处实现规范耦合统一，SU(5)-类模型中 $\sin^2\theta_W = 3/8$。
• 该模型在弦论框架下实现了分隔超对称性，具有统一的轻子与夸克标量质量、质量尺度的胶子场激发态，以及类希格斯ino或希格斯ino-Wino型LSP。
• 度量通量稳定了所有闭弦模（Kähler与复结构模）的实部，仅保留Kähler模的虚部未定。
• 该构造完全满足RR反常极化项抵消，通过显式求解 $\rho = 1, 1/3$ 与 $\epsilon = \tilde{\epsilon}$ 的条件得以证明。