[論文レビュー] Suppressing the Cosmological Constant in Non-Supersymmetric Type I Strings

Carlo Angelantonj, Ignatios Antoniadis|arXiv (Cornell University)|Jul 25, 2003

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 41被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、スケルク・シュバルツのバルク超対称性の破れと、フェルミオン・ボソンのデゲネラシーを示すDブレーンスペクトルを組み合わせることで、自然に小さい宇宙定数を持つ非超対称型Iストリング模型を構築する。大半径極限において、1-loop真空エネルギーは1/R⁴に比例し、宇宙定数がミリ未塔スケールに抑制される。一方、Dブレーン励起状態は非超対称のままだが、すべての質量レベルでデゲネラシーを示し、完全な超対称性を必要とせずに宇宙定数を安定化するメカニズムを提供する。

ABSTRACT

We construct non-supersymmetric type I string models which correspond to consistent flat-space solutions of all classical equations of motion. Moreover, the one-loop vacuum energy is naturally fixed by the size of compact extra dimensions which, in the two-dimensional case, can be lowered to a fraction of a millimetre. This class of models has interesting non-abelian gauge groups and can accommodate chiral fermions. In the large radius limit, supersymmetry is recovered in the bulk, while D-brane excitations, although non-supersymmetric, exhibit Fermi-Bose degeneracy at all mass levels. We also give some evidence for a suppression of higher-loop corrections to the vacuum energy.

研究の動機と目的

• 自然に抑制された小さな宇宙定数を持つ一貫性のある非超対称型Iストリング模型を構築すること。
• 大余剰次元とスケルク・シュバルツの破れを活用して、宇宙定数の階層問題を扱うこと。
• ストリングスケールでの超対称性の破れにもかかわらず、Dブレーンスペクトルにおけるフェルミオン・ボソンのデゲネラシーを維持すること。
• 高次のループ補正が1-loop真空エネルギーの抑制を不安定化するかどうかを調査すること。
• 大半径極限において宇宙定数が消えるが、非アーベルゲージセクターとキラルフェルミオンを保存するかどうかを示すこと。

提案手法

• コンパクト化された次元における境界条件を用いて、離散的R対称性を伴うスケルク・シュバルツコンパクト化を用い、バルクにおける超対称性を破る。
• O8-平面とDブレーンスタックを有する型Iオルタントロイド模型を構築し、T双対性とΩI射影を用いて、クラインボトル、アンラス、モビウス振幅を定義する。
• 整合性を保つために、モジュラー不変性とGSO射影を適用し、ウィルスン線が開弦系における超対称性の破れを引き起こす。
• 横方向振幅（クラインボトル、アンラス、モビウス）を用いて1-loop真空エネルギーを計算し、オルタントロイド平面における反対のCPT射影によるキャンセレーションを示す。
• 位置がずれたブレーン-アンチブレーン対を導入して、O+およびO−平面を実現し、タポールキャンセレーションと非超対称Dブレーンスペクトルを可能にする。
• 高 genus 振幅（例：genus 3/2）を分析して、1-loopを超えた真空エネルギー抑制の安定性を評価し、クロスキャップおよび境界寄与に注目する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非超対称型Iストリング模型が、バルクにおける超対称性の破れを通じて自然に小さい宇宙定数を達成できるか。
• RQ2 ストリングスケールでの質量スプリットが生じる中で、Dブレーンスペクトルにおけるフェルミオン・ボソンのデゲネラシーはどのように共存可能か。
• RQ3 大半径極限における1-loop真空エネルギーの振るまいは何か。また、ミリ未塔スケールに抑制できるか。
• RQ4 2つのクロスキャップを含む状況において、高次のループ補正が1-loop真空エネルギーのキャンセレーションを不安定化するか。
• RQ5 このような模型がキラルフェルミオンと非アーベルゲージ群を同時に保持しながら、小さな宇宙定数を実現できるか。

主な発見

• 大半径極限において、1-loop真空エネルギーは1/R⁴に比例し、R ≈ 1 mm のとき、宇宙定数はミリ未塔スケールに抑制される。
• 大半径極限において、バルクでは超対称性が回復するが、Dブレーンスペクトルは非超対称のままであり、すべての質量レベルでフェルミオン・ボソンのデゲネラシーを示す。
• 宇宙定数は、Dブレーン/O−平面と反Dブレーン/O+平面の相互作用寄与が、CPT共役のオルタントロイド平面に起因して逆符号となるため、キャンセレーションにより消える。
• ND = N̄D = 8 のとき、フェルミオン・ボソンのデゲネラシーにより、モビウス振幅寄与は消える。これにより、開弦系の真空エネルギーは˜R7に指数的に小さくなる。
• 高次のループ補正は、キャンセレーション機構と大˜R7極限における超対称性の回復により弱くなると予想されるが、モジュラーパラメータのデゲネラシーリミットは依然として寄与する可能性がある。
• 非超対称な非アーベルゲージセクター（SO(16) × SO(16)）とキラルフェルミオンを実現しており、物性論的に妥当なモデルである。