[论文解读] Low-energy structure of six-dimensional open-string vacua

Fabio Riccioni|ArXiv.org|Mar 18, 2002

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 2被引用 3

一句话总结

本文研究了六维开弦真空的低能有效场论，重点分析了与张量 multiplet、矢量 multiplet 和超 multiplet 耦合的 (1,0) 超引力。研究确立了异常——特别是 gauge 异常和超对称性异常——通过广义 Green-Schwarz 机制被消除，并且由此产生的理论完全由 Wess-Zumino 一致性条件决定，而非超对称性，导致四次 gaugino 耦合未被确定。该框架允许构建包含膜上超对称性破缺的自洽模型，其中局部超对称性在某些膜上非线性实现。

ABSTRACT

This dissertation reviews some properties of the low-energy effective actions for six dimensional open-string models. The first chapter is a pedagogical introduction about supergravity theories. In the second chapter closed strings are analyzed, with particular emphasis on type IIB, whose orientifold projection, in order to build type-I models, is the subject of the third chapter. Original results are reported in chapters 4 and 5. In chapter 4 we describe the complete coupling of (1,0) six-dimensional supergravity to tensor, vector and hypermultiplets. The generalized Green-Schwarz mechanism implies that the resulting theory embodies factorized gauge and supersymmetry anomalies, to be disposed of by fermion loops. Consequently, the low-energy theory is determined by the Wess-Zumino consistency conditions, rather than by the requirement of supersymmetry, and this procedure does not fix a quartic coupling for the gauginos. In chapter 5 we describe the low-energy effective actions for type-I models with brane supersymmetry breaking, resulting form the simultaneous presence of supersymmetric bulks, with one or more gravitinos, and non-supersymmetric combinations of BPS branes.The consistency of the resulting gravitino couplings implies that local supersymmetry is non-linearly realized on some branes. We analyze in detail the ten-dimensional $USp(32)$ model and the six-dimensional (1,0) models.

研究动机与目标

• 理解六维开弦模型的低能有效场论，特别是具有最小超对称性的模型。
• 分析 (1,0) 六维超引力与张量、矢量和超 multiplet 的耦合，并确定由此产生的理论的约束条件。
• 研究在膜上超对称性破缺的模型中，引力子耦合的一致性，其中体空间保持超对称性，而膜配置则非超对称。
• 阐明 Wess-Zumino 一致性条件在超对称性本身不足以确定理论时，对低能作用量的约束作用。
• 研究在类型-I 模型中，包括 $USp(32)$ 和 (1,0) 模型，膜上局部超对称性非线性实现的含义。

提出的方法

• 分析从十维和十一维理论的超引力教学性回顾开始，作为基础框架。
• 通过协变场方程和异常一致性条件，推导出 (1,0) 六维超引力与张量、矢量和超 multiplet 的完整耦合。
• 应用广义 Green-Schwarz 机制以消除 gauge 和超对称性异常，表明这些异常必须通过费米子圈来消除。
• 将 Wess-Zumino 一致性条件作为低能作用量的主要约束，而非超对称性，导致四次 gaugino 耦合保持未定。
• 对于膜上超对称性破缺的模型，通过要求引力子相互作用的一致性，构建了自洽的低能耦合，导致膜上局部超对称性非线性实现。
• 分析包括十维 $USp(32)$ 模型和六维 (1,0) 模型的详细研究，使用六维中的旋量代数和 Fierz 恒等式处理对称化-Majorana 旋量和双线性收缩。

实验结果

研究问题

• RQ1 当超对称性无法完全固定理论时，六维开弦真空的低能有效作用量如何确定？
• RQ2 当存在异常时，Wess-Zumino 一致性条件在约束有效作用量中起什么作用？
• RQ3 在 (1,0) 六维超引力与多个 multiplet 耦合的情况下，如何一致地消除 gauge 和超对称性异常？
• RQ4 当膜上发生超对称性破缺时，引力子耦合会受到什么影响，特别是在超对称体空间中？
• RQ5 在同时包含超对称和非超对称膜区的模型中，局部超对称性在膜上以何种方式非线性实现？

主要发现

• 由于四次 gaugino 耦合未被确定，(1,0) 六维超引力与张量、矢量和超 multiplet 耦合的低能有效理论不能仅由超对称性完全固定。
• 异常——特别是可分解的 gauge 异常和超对称性异常——通过广义 Green-Schwarz 机制被消除，要求存在费米子圈。
• Wess-Zumino 一致性条件是有效作用量的主要约束，取代了超对称性作为决定性原则，导致四次 gaugino 耦合保持未定。
• 在膜上超对称性破缺的模型中，一致的引力子耦合要求膜上局部超对称性非线性实现，即使体空间仍保持超对称。
• 十维 $USp(32)$ 模型和六维 (1,0) 模型在这些条件下均表现出一致的低能作用量，膜上具有非线性实现的超对称性。
• 在六维中使用对称化-Majorana 旋量和 Fierz 恒等式，可确保旋量双线性的一致性，并支持异常消除和耦合约束的推导。