[论文解读] Radius Destabilization in Five Dimensional Orbifolds from Lorentz Violating Fields

Richard Obousy, Gerald Cleaver|arXiv (Cornell University)|Apr 30, 2008

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 8被引用 3

一句话总结

本文研究了在5D Randall-Sundrum orbifold中，Lorentz破缺矢量场对半径模的不稳定影响。通过一阶量子修正的Casimir能量计算，表明此类场会生成增强的吸引力，意味着必须引入额外的排斥性贡献（来自膜或其它场）才能稳定紧致化的维度。

ABSTRACT

One of the challenges in connecting higher dimensional theories to cosmology is stabilization of the moduli fields. We investigate the role of a Lorentz violating vector field in the context of stabilization. Specifically, we compute the one loop Casimir energy in Randall-Sundrum 5-dimensional (non-supersymmetric) S^1/ Z_2 orbifolds resulting from the interaction of a real scalar field with periodic boundary conditions with a Lorentz violating vector field. We find that the result is an enhanced attractive Casimir force. Hence, for stability, positive contributions to the Casimir force from branes and additional fields would be required to counter the destabilizing, attractive effect of Lorentz violating fields.

研究动机与目标

• 为解决高维理论中的模稳定化问题，特别是在宇宙学背景下的挑战。
• 研究Lorentz破缺矢量场如何影响5D orbifold中紧致化第五维的稳定性。
• 计算实标量场与Lorentz破缺矢量场之间相互作用产生的一阶Casimir能量。
• 确定此类相互作用是否引入破坏稳定性的力，从而可能阻碍可行的紧致化。

提出的方法

• 分析在S^1/Z_2 orbifold上紧致化的非超对称5D Randall-Sundrum模型。
• 在orbifold区间上引入具有周期性边界条件的实标量场。
• 通过一个最小相互作用项将标量场与Lorentz破缺矢量场耦合。
• 利用Casimir能量形式化方法，计算有效势的一阶量子修正。
• 通过求和量子涨落产生的零点能贡献，评估总Casimir力。
• 评估所得力的符号与大小，以判断其是稳定化还是破坏稳定性的性质。

实验结果

研究问题

• RQ1 在5D orbifold紧致化中，Lorentz破缺矢量场的存在是否会导致净吸引力Casimir力？
• RQ2 标量场与Lorentz破缺矢量场之间的相互作用如何影响半径模的有效势？
• RQ3 在缺乏其他稳定机制的情况下，Lorentz破缺场诱导的Casimir力是否可能破坏紧致化维度的稳定性？
• RQ4 为抵消Lorentz破缺场的破坏性效应，来自膜或其他场的额外贡献需要具有多大数值和何种符号？

主要发现

• 一阶Casimir能量计算揭示，由于与Lorentz破缺矢量场的相互作用，吸引力显著增强。
• 吸引力Casimir力作为半径模势能的破坏性贡献而起作用。
• 破坏性效应源于Lorentz破缺耦合的特定结构，该结构改变了零点能谱。
• 半径的稳定化需要来自膜或其他场的额外正向Casimir力贡献。
• 结果表明，Lorentz破缺场可能使高维宇宙学模型中的模稳定化更加复杂。