[论文解读] Born-Infeld Action in String Theory

Konstantin Savvidy|ArXiv.org|Jun 9, 1999

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 62被引用 7

一句话总结

本博士论文将Born-Infeld作用量应用于IIb型弦理论中的D膜，证明了附着在D3膜上的基本弦可从非线性膜动力学中动态涌现。通过在S⁵上缠绕五膜构建了色 singlet baryon 顶点，经典地实现了Hanany-Witten效应，并利用Born-Infeld作用量的非微扰性质揭示了与色荷相关的束缚通量管张力。

ABSTRACT

In this thesis I present applications of the Born-Infeld action to the description of D-branes, mostly in the context of type IIB string theory. First I present the Callan-Maldacena construction of a fundamental string attached to a threebrane, whereby the string is made out of the wrapped brane. This interpretation withstands a rather detailed scrutiny, including the magnitude of the static tension and of the B-I charge; and Polchinski's mixed Dirichlet/Neumann boundary conditions for small perturbations of the string. The latter arise dynamically from the full non-linear equations of motion. Also, the Born-Infeld charge is shown to produce the correct form of dipole radiation under the influence of harmonic oscillations of the string. The second part comprises of the application of these ideas to the AdS/CFT correspondence. Using the essentially non-perturbative nature of the B-I action we were able to construct in the near-horizon geometry of N D3-branes the color-singlet baryon vertex of the SU(N) gauge theory as a fivebrane wrapped on the $S^5$ sphere, with B-I strings playing the role of the quarks. Also, in the asymptotically flat background we obtain a smooth classical description of the Hanany-Witten phenomenon. In the case of non-extremal background we construct baryons of the three-dimensional non-supersymmetric theory, the low energy dynamics of which was conjectured to be equivalent to ordinary QCD. Our approach allows to exhibit confining properties of color flux tubes, i.e. the dependence of the tension of the flux tube on its color content. We do this by building an extended baryon, where a fraction $ν$ of the total of N quarks is removed to a finite distance.

研究动机与目标

• 通过Born-Infeld作用量理解附着在D膜上的基本弦的动力学起源。
• 通过在S⁵上缠绕五膜，在AdS/CFT对应中构建baryon顶点的非微扰描述。
• 在渐近平坦时空背景下，为Hanany-Witten效应提供一个经典且光滑的描述。
• 研究非超对称、三维规范理论中色荷通量管的束缚性质。

提出的方法

• 利用Born-Infeld作用量描述IIb型弦理论中D膜的动力学。
• 应用Callan-Maldacena构造，将基本弦解释为具有非阿贝尔规范动力学的缠绕膜。
• 将Polchinski的混合狄利克雷/诺伊曼边界条件作为完整非线性运动方程的动力学结果施加。
• 在N个D3膜的近视界几何中，将baryon顶点构造为在S⁵球面上缠绕的五膜。
• 通过分析弦的简谐振荡，推导出与Born-Infeld电荷一致的偶极辐射。
• 通过将一部分分数ν的夸克移至有限距离，研究色通量管的张力，揭示其对色荷内容的依赖性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在Born-Infeld框架下，基本弦如何从D膜构型中动态涌现？
• RQ2 在AdS/CFT设置中，SU(N)规范理论中的baryon顶点能否作为在S⁵上缠绕的五膜实现？
• RQ3 Born-Infeld作用量是否能为渐近平坦时空中的Hanany-Witten效应提供经典描述？
• RQ4 在非超对称3D规范理论中，束缚通量管的张力如何依赖于其色荷内容？
• RQ5 Born-Infeld作用量的非微扰性质在构建稳定、延展的baryon构型中起到何种作用？

主要发现

• Callan-Maldacena构造通过将弦的静态张力和Born-Infeld电荷与已知值匹配而得到验证。
• Polchinski的混合狄利克雷/诺伊曼边界条件作为完整非线性运动方程的动力学结果自然出现。
• 弦的简谐振荡产生的偶极辐射与Born-Infeld电荷所预测的形式一致。
• 在N个D3膜的近视界几何中，baryon顶点被实现为在S⁵上缠绕的五膜，其中B-I弦代表夸克。
• 通过使用Born-Infeld作用量，在渐近平坦背景中获得了Hanany-Witten效应的光滑经典描述。
• 通量管的张力依赖于其色荷内容，其中延展baryon的张力随被移除的夸克分数ν而变化。