[论文解读] N=(4,4) Type IIA String Theory on PP-Wave Background

Seungjoon Hyun, Hyeonjoon Shin|CERN Bulletin|Aug 10, 2002

Black Holes and Theoretical Physics被引用 38

一句话总结

本文构建了十一维M理论紧化后得到的十维pp-波背景上IIA型弦理论的Green-Schwarz超弦作用量。该工作识别出16个非线性实现的超对称性和8个线性实现的超对称性，导致一个具有两个大质量超多重态的N=(4,4)二维理论，证实了该理论在光锥规范下的一致性和自由场结构。

ABSTRACT

We construct IIA GS superstring action on the ten-dimensional pp-wave background, which arises as the compactification of eleven-dimensional pp-wave geometry along the isometry direction. The background geometry has 24 Killing spinors and among them, 16 components correspond to the non-linearly realized kinematical supersymmetry in the string action. The remaining eight components are linearly realized and shown to be independent of x^+ coordinate, which is identified with the world-sheet time coordinate of the string action in the light-cone gauge. The resultant dynamical N=(4,4) supersymmetry is investigated, which is shown to be consistent with the field contents of the action containing two free massive supermultiplets.

研究动机与目标

• 构建十维pp-波背景上IIA型弦理论的Green-Schwarz超弦作用量。
• 分析所得背景的超对称性结构，区分非线性实现与线性实现的成分。
• 证明世界面理论约化为具有两个大质量超多重态的自由N=(4,4)超对称理论。
• 阐明x+坐标作为世界面时间的角色及其对时间无关超对称性的影响。
• 通过维数紧化建立十维IIA型弦理论与十一维M理论pp-波之间的联系。

提出的方法

• 通过沿x9等距方向的Kaluza-Klein紧化，从十一维pp-波几何推导出十维pp-波背景。
• 计算IIA型pp-波几何中24个Killing旋矢的显式形式，识别出16个为非线性实现的超对称性，8个为线性实现的超对称性。
• 从十一维超膜作用量在pp-波极限下出发，构建光锥规范下的超弦作用量。
• 将世界面作用量识别为仅含二次项的自由N=(4,4)超对称理论，包含两个大质量超多重态。
• 推导N=(4,4)世界面理论的超对称变换规则，表明动力学超对称性为时间无关。
• 使用tetrad和联络形式形式，计算重力子和稀释子变换规则中的协变导数与联络项。

实验结果

研究问题

• RQ1 IIA型pp-波背景中保留了多少个超对称性？它们在弦世界面上如何实现？
• RQ2 在此pp-波几何中，光锥规范下的超弦作用量具有何种结构？
• RQ3 为何所得的世界面理论表现出具有两个大质量超多重态的N=(4,4)超对称性？
• RQ4 作为世界面时间的x+坐标如何影响超对称性结构以及动力学超对称性的时间无关性？
• RQ5 十一维M理论pp-波与十维IIA型弦理论在pp-波上的精确关系是什么？

主要发现

• IIA型pp-波背景保留了24个Killing旋矢，其中16个为非线性实现的超对称性，8个为线性实现的超对称性。
• 线性实现的超对称性为时间无关，对应于动力学N=(4,4)世界面超对称性。
• 光锥规范下的超弦作用量仅含二次项，证实该理论为自由理论，等价于两个大质量超多重态。
• 作用量的场内容与两个自由的大质量超多重态一致，每个超多重态中玻色子与费米子具有相同质量。
• 所得的世界面理论是一个具有明确BPS谱的N=(4,4)超对称量子场论。
• 十一维pp-波沿x9方向的紧化产生具有指定度规和规范场强度的十维IIA型pp-波几何。