[论文解读] Standard Models and Split Supersymmetry from Intersecting Brane Orbifolds

Christos Kokorelis|arXiv (Cornell University)|Jun 29, 2004

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 74被引用 19

一句话总结

该论文在 $\mathbb{T}^6/(\mathbb{Z}_3 \times \mathbb{Z}_3)$ 等级上构建了四维非超对称相交D6-膜模型，实现了具有三代和右手中微子的最小超对称标准模型（MSSM）谱。通过使用3至8个膜堆的配置，该研究在 $5 \times 10^{13}$ 至 $1.4 \times 10^{17}$ GeV 的弦尺度下实现了微扰规范耦合统一，且 $\sin^2\theta_W = 3/8$，支持了弦理论中具有重规范伴随粒子和轻希格斯ino的分裂超对称场景。

ABSTRACT

We construct four dimensional three generation non-supersymmetric $SU(3)_c imes SU(2)_L imes U(1)_Y$ intersecting D6-brane models with $ν_R$ q{s}. At three stacks we find exactly the MSSM chiral fermion matter spectrum. At 4-, 5-stacks we find models with the massless fermion spectrum of the N=1 Standard Model and massive exotic non-chiral matter; these models flow also to only the SM. At 8-stacks we find MSSM-like models, with minimal massless exotics, made from two different N=1 sectors. Exotic triplet masses put a lower bound on the string scale of $2.79/2.89 imes 10^6$ GeV for a Higgs 124/126 GeV. It q{}s the first appearance of N=0 stringy quivers with the MSSM and matter in antisymmetric representations and perturbatively missing Yukawa couplings. The present models are based on orientifolds of ${\bf T^6/(Z_3 imes Z_3)}$ compactifications of IIA theory based on the torus lattice AAA; all complex moduli are fixed by the orbifold symmetry. We also present the spectrum rules + GS anomaly cancellation for the ABB lattice. Moreover, we point out the relevance of intersecting/and present D6-brane constructions on ideas related to existence of split supersymmetry in nature. In this context we present non-susy models with only the SM-matter and also MSSM-matter dominated models, with massive gauginos and light higgsinos, that achieve the correct supersymmetric GUT value for the Weinberg angle $sin^2 θ= \frac{3}{8}$ at a string scale $5 \cdot 10^{13} \ GeV < M_{S} < 1.4 \cdot 10^{17}$ GeV. It appears that if only the SM survives at low energy the unification scale is preserved at $5.03 imes 10^{13}$ GeV when n$_H$ =1, 3, 6. These models support the existence of split supersymmetry scenario in string theory.

研究动机与目标

• 从型IIA弦理论中的相交D6-膜构造现实的四维非超对称 $SU(3)_c \times SU(2)_L \times U(1)_Y$ 模型。
• 利用 $\mathbb{T}^6/(\mathbb{Z}_3 \times \mathbb{Z}_3)$ 等级上的相交膜实现具有三代和右手中微子的MSSM费米子谱。
• 在弦尺度下实现规范耦合统一，且 $\sin^2\theta_W = 3/8$，与分裂超对称一致。
• 证明复模形变由等级对称性固定，且通过异常抵消条件实现RR极化张量的抵消。
• 探讨在相交膜构型下，分裂超对称在弦紧化中的可行性。

提出的方法

• 在具有AAA环形晶格的 $\mathbb{T}^6/(\mathbb{Z}_3 \times \mathbb{Z}_3)$ 取向器上构建相交D6-膜模型，其中所有复模形变均由等级对称性固定。
• 应用谱规则和格林-施瓦茨异常抵消机制，以确保 gauge 异常和全局异常的一致性。
• 使用3、4、5和8个膜堆的构型，实现具有最小手征性异常的SM或MSSM谱。
• 通过被弦尺度 $M_s$ 抑制的高维算符实现微扰缺失的Yukawa耦合。
• 通过计算 $\beta$-函数并匹配到韦内伯角，分析在弦尺度下的规范耦合统一。
• 通过膜缠绕数和在 $SU(3)_c \times SU(2)_L \times U(1)_Y$ 下的电荷分配，映射手征谱和异常态。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否在 $\mathbb{T}^6/(\mathbb{Z}_3 \times \mathbb{Z}_3)$ 取向器上的相交D6-膜上构建出具有真实三代表象的非超对称SM和MSSM类模型？
• RQ2 在具有重规范伴随粒子和轻希格斯ino的非超对称框架下，能否在弦尺度下实现 $\sin^2\theta_W = 3/8$？
• RQ3 这些模型是否支持弦理论中的分裂超对称场景，即仅SM或MSSM在低能下存活？
• RQ4 异常物质的作用是什么？它们的质量如何受约束？
• RQ5 RR极化张量和异常抵消条件如何约束允许的膜构型？

主要发现

• 该论文首次构建了具有MSSM谱和对称表示中物质的N=0弦论quiver模型，其特征为微扰缺失的Yukawa耦合。
• 对于8个膜堆的模型，异常三重态质量对弦尺度施加了下限：当希格斯粒子质量为124 GeV时，下限为 $2.79 \times 10^6$ GeV；当希格斯粒子质量为126 GeV时，下限为 $2.89 \times 10^6$ GeV。
• 仅包含SM物质和重规范伴随粒子、以及轻希格斯ino的非超对称模型，在弦尺度介于 $5 \times 10^{13}$ GeV 和 $1.4 \times 10^{17}$ GeV 之间时，实现 $\sin^2\theta_W(M_S) = 3/8$。
• 当仅SM在低能下存活时，统一尺度保持在 $5.03 \times 10^{13}$ GeV（对应 $n_H = 1, 3, 6$）。
• 这些模型基于 $\mathbb{T}^6/(\mathbb{Z}_3 \times \mathbb{Z}_3)$ 紧化，采用AAA晶格，其中所有复模形变均由等级对称性固定。
• 还分析了ABB晶格，为该情形提供了谱规则和GS异常抵消条件。