[论文解读] On String Vacua without Supersymmetry: brane dynamics, bubbles and holography

Ivano Basile|arXiv (Cornell University)|Oct 1, 2020

Black Holes and Theoretical Physics被引用 9

一句话总结

本论文研究了十维非超对称弦理论真空的稳定性，重点关注无 tachyon 的模型。通过膜动力学与泡核化过程分析了经典与量子不稳定性，提出了一种全息对偶，将体空间不稳定性与对偶规范理论中的重整化群流联系起来，并构建了一个弦论框架下的膜世界宇宙学模型，为非超对称弦紧化提供了潜在宇宙学应用的框架。

ABSTRACT

In this thesis we investigate some aspects of the dramatic consequences of supersymmetry breaking on string vacua. In particular, we focus on the issue of vacuum stability in ten-dimensional string models with broken, or without, supersymmetry, whose perturbative spectra are free of tachyons. After formulating the models at stake in Chapter 2, we introduce their low-energy effective description in Chapter 3, presenting a number of vacuum solutions to the classical equations of motion. In Chapter 4 we analyze their classical stability, studying linearized field fluctuations, and in Chapter 5 we turn to the issue of quantum stability. In Chapter 6 we frame the resulting instabilities in terms of brane dynamics, examining brane interactions and back-reacted geometries. In Chapter 7 we propose a holographic correspondence connecting bulk instabilities with dual renormalization group flows, and we explore a potentially concrete scenario involving world-volume gauge theories. Finally, in Chapter 8 we turn to cosmology, deriving generalized no-go results for warped flux compactifications and concocting a brane-world scenario along the lines of a recent proposal, providing a string-theoretic embedding of constructions of this type. In Chapter 9 we provide a summary and collect some concluding remarks.

研究动机与目标

• 理解超对称性破缺对十维弦理论中真空稳定性的影响。
• 分析无 tachyon 的非超对称弦真空中的经典与量子不稳定性。
• 探讨膜动力学与背反应几何在驱动真空衰变中的作用。
• 建立体空间不稳定性与对偶重整化群流之间的全息对应关系。
• 构建弦论框架下的膜世界宇宙学情景，特别是在翘曲通量紧化中的应用。

提出的方法

• 在十维中构建具有无 tachyon 谱的非超对称弦模型。
• 推导低能有效超引力描述，并求解经典运动方程以寻找真空解。
• 通过背景解附近的线性化场涨落研究经典稳定性。
• 在虚假真空衰变背景下，通过泡核化与衰变率分析量子不稳定性。
• 研究膜相互作用与背反应几何，以理解真空衰变的动力学。
• 提出一种全息对偶，将体空间不稳定性映射到对偶世界体积规范理论中的重整化群流。

实验结果

研究问题

• RQ1 十维非超对称、无 tachyon 的弦真空具有怎样的经典与量子稳定性特性？
• RQ2 膜动力学与背反应几何如何在非超对称紧化中促进真空衰变？
• RQ3 能否在体空间真空不稳定性与对偶重整化群流之间建立全息对应？
• RQ4 在翘曲通量紧化中，非超对称膜世界宇宙学情景具有怎样的宇宙学含义？
• RQ5 如何构建此类宇宙学模型的自洽弦论嵌入？

主要发现

• 本论文识别出非超对称、无 tachyon 的十维弦真空中存在经典与量子不稳定性，表明其通过泡核化发生内在的真空衰变。
• 研究显示，膜动力学与背反应几何在媒介真空衰变中起核心作用，膜相互作用驱动体空间的不稳定性。
• 提出一种全息对偶，将体空间真空的不稳定性映射到对偶世界体积规范理论中的重整化群流。
• 本研究推导出非超对称设定下稳定翘曲通量紧化的广义无解定理，限制了可行的紧化方案。
• 构建了一个具体的膜世界宇宙学情景，为近期现象学提案提供了弦论嵌入。
• 本工作建立了一个研究非超对称弦真空的框架，超越微扰理论，将动力学、全息对偶与宇宙学联系起来。