[论文解读] Closed superstrings in magnetic field: instabilities and supersymmetry breaking

A.A. Tseytlin|arXiv (Cornell University)|Oct 7, 1995

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 5被引用 12

一句话总结

本文研究了在磁通量背景下的闭合超弦，引入了一类可解的双参数模型，该模型在Kaluza-Klein几何与稀释型Melvin几何之间插值。它识别出由于自旋依赖的'磁旋比'相互作用导致的超对称性破缺，并发现某些磁参数下存在 tachyonic 不稳定性，其中在Kaluza-Klein Melvin模型及其对应的紧凑 SU(2)×U(1) WZNW 型模型中进行了显式分析。

ABSTRACT

We consider a 2-parameter class of solvable closed superstring models which `interpolate' between Kaluza-Klein and dilatonic Melvin magnetic flux tube backgrounds. The spectrum of string states has similarities with Landau spectrum for a charged particle in a uniform magnetic field. The presence of spin-dependent `gyromagnetic' interaction implies breaking of supersymmetry and possible existence (for certain values of magnetic parameters) of tachyonic instabilities. We study in detail the simplest example of the Kaluza-Klein Melvin model describing a superstring moving in flat but non-trivial 10-d space containing a 3-d factor which is a `twisted' product of a 2-plane and an internal circle. We also discuss the compact version of this model constructed by `twisting' the product of the two groups in SU(2) x U(1) WZNW theory without changing the local geometry (and thus the central charge). We explain how the supersymmetry is broken by continuous `magnetic' twist parameters and comment on possible implications for internal space compactification models. (Contribution to the Proceedings of the 1995 Erice School "String Gravity and Physics at the Planck Scale")

研究动机与目标

• 研究在具有磁通量背景的弯曲时空中的闭合超弦行为。
• 探讨由于自旋依赖的相互作用，此类几何中如何发生超对称性破缺。
• 确定在弦谱中出现 tachyonic 不稳定性的条件。
• 在不改变局部几何的前提下，利用 SU(2)×U(1) WZNW 理论构建并分析该模型的紧凑版本。
• 理解连续磁扭参数对弦理论中内部空间紧化的影响。

提出的方法

• 构建了一类双参数可解闭合超弦模型家族，其在Kaluza-Klein与稀释型Melvin背景之间插值。
• 采用类似于带电粒子在均匀磁场中 Landau 能级的框架分析弦谱。
• 引入自旋依赖的'磁旋比'相互作用，明确破缺了超对称性。
• 聚焦于Kaluza-Klein Melvin模型，其中10维时空包含一个2平面与一个圆的扭曲积。
• 通过在 SU(2)×U(1) WZNW 理论中扭曲群结构，构建紧凑版本，同时保持局部几何与中心电荷不变。
• 使用共形场论技术研究这些背景中弦态的谱与稳定性。

实验结果

研究问题

• RQ1 磁通量的存在如何影响10维时空中闭合超弦谱？
• RQ2 弦作用量中的自旋依赖相互作用以何种方式导致超对称性破缺？
• RQ3 在这些磁通量背景的弦谱中，tachyonic 不稳定性在何种条件下出现？
• RQ4 如何在不改变局部几何的前提下，利用WZNW理论构建Kaluza-Klein Melvin模型的紧凑版本？
• RQ5 连续磁扭参数对弦理论中内部维度的稳定性与紧化具有何种影响？

主要发现

• 磁通量背景下的弦谱表现出类似于带电粒子在磁场中 Landau 能级的离散能级结构。
• 自旋依赖的'磁旋比'相互作用在弦的有效作用量中明确破缺了超对称性。
• 对于特定磁参数值，发现存在 tachyonic 不稳定性，表明可能存在真空衰变。
• Kaluza-Klein Melvin 模型描述了一个10维时空，其包含一个2平面与一个圆的扭曲积，导致非平凡的拓扑与几何结构。
• 基于 SU(2)×U(1) WZNW 理论的紧凑模型在保持局部几何与中心电荷的同时引入了拓扑扭结。
• 磁扭参数的连续变化导致超对称性的连续破缺，暗示其在紧化情景中可能成为模稳定化的机制。