[论文解读] Strings, Unification and dilaton/moduli-induced SUSY-breaking

Luis E. Ibáñez|ArXiv.org|May 16, 1995

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用 4

一句话总结

本文在 $SU(5)$ 和 $SO(10)$ 模型的框架下，研究了基于弦论的万有统一理论（GUT），利用 orbifold 紧化方法构建了现实的 GUT 谱。它分析了由膨胀子和 moduli 场诱导的软超对称性自发破缺项，表明这些项表现出与膨胀子耦合的 underlying $SU(1,1)$ 对称性相关的改进有限性特性，暗示了弦论诱导的超对称性自发破缺中存在更深层次的结构。

ABSTRACT

I discuss several issues concerning the use of string models as unified theories of all interactions. After a short review of gauge coupling unification in the string context, I discuss possible motivations for the construction of $SU(5)$ and $SO(10)$ String-GUTs. I describe the construction of such String-GUTs using different orbifold techniques and emphasize those properties which could be general. Although $SO(10)$ and $SU(5)$ String-GUTs are relatively easy to build, the spectrum bellow the GUT scale is in general bigger than that of the MSSM and includes colour octets and $SU(2)$ triplets. The phenomenological prospects of these theories are discussed. I then turn to discuss soft SUSY-breaking terms obtained under the assumption of dilaton/moduli dominance in SUSY-breaking string schemes. I underline the unique finiteness pr of the soft terms induced by the dilaton sector. These improved finiteness properties seem to be related to the underlying $SU(1,1)$ structure of the dilaton couplings. I conclude with an outlook and some speculations regarding $N=1$ duality.

研究动机与目标

• 探索 $SU(5)$ 和 $SO(10)$ 弦论 GUT 作为统一所有相互作用理论的可行性。
• 理解 GUT 能标以下的谱结构，特别是色八重态和 $SU(2)$ 三重态等奇异态的存在。
• 在假设膨胀子/模场主导的条件下，分析弦模型中软超对称性破缺项。
• 研究这些软项的有限性特性及其与膨胀子耦合的 $SU(1,1)$ 结构之间的关系。
• 推测 $N=1$ 对偶性在连接不同弦紧化方式中的作用。

提出的方法

• 利用弦论中的 orbifold 技术构建 $SU(5)$ 和 $SO(10)$ GUT。
• 分析 GUT 能标以下的低能谱，识别如色八重态和 $SU(2)$ 三重态等奇异态。
• 假设膨胀子和模场是超对称性破缺的主要来源。
• 从 Kähler 位势和超势中推导软超对称性破缺项，重点关注膨胀子扇区的贡献。
• 将膨胀子耦合中的 $SU(1,1)$ 对称性结构识别为软项中增强有限性的来源。
• 利用对偶性论证，探索 $N=1$ 弦紧化中可能存在的统一结构。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何通过 orbifold 紧化方法在弦论中一致地构建 $SU(5)$ 和 $SO(10)$ GUT？
• RQ2 在这些弦论 GUT 模型中，GUT 能标以下的低能谱性质如何，特别是关于奇异态的性质？
• RQ3 膨胀子和模场在弦模型中在多大程度上主导了软超对称性破缺项？
• RQ4 为何由膨胀子扇区诱导的软项表现出改进的有限性特性？
• RQ5 膨胀子耦合的 $SU(1,1)$ 对称性如何与软项的有限性相关联？

主要发现

• 通过 orbifold 技术构建 $SU(5)$ 和 $SO(10)$ 弦论 GUT 时，其在 GUT 能标以下的谱包含如色八重态和 $SU(2)$ 三重态等奇异态。
• 由膨胀子扇区诱导的软超对称性破缺项表现出在一般场论模型中不具有的独特有限性特性。
• 这些改进的有限性特性与 Kähler 位势中膨胀子耦合的 underlying $SU(1,1)$ 对称性密切相关。
• 膨胀子主导的机制为生成对紫外物理敏感度最低的软项提供了自然框架。
• 结果表明，弦论中存在更深层次的几何或对偶结构，可保护软项的有限性。
• 本文推测，$N=1$ 对偶性可能在连接不同弦紧化方式及其低能现象学中起到统一作用。