[论文解读] Taming Asymptotic Strength

Charanjit S. Aulakh|ArXiv.org|Oct 24, 2002

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 3被引用 10

一句话总结

本文提出了一种真正极简的渐近强大统一理论（ASGUT），基于一个带有五重表示的旋量超多重态的N=1超对称SU(2)规范理论，证明了动力学超势的生成可导致在比低能尺度指数级更大的紫外标度上发生规范对称性自发性自发性破缺。关键结果是一种新型的宇宙发生论：高温ASGUTs会冻结为规范单重态的等离子体态，为单极子问题提供了稳健的解决方案，并通过强-弱对偶性将ASGUTs与对偶统一联系起来。

ABSTRACT

Using a simple Asymptotically Strong N=1 Susy SU(2) Gauge theory coupled to a {\bf{5}}-plet Chiral superfield we demonstrate the plausibility of the `` truly minimal '' Asymptotically Strong Grand Unification scenario proposed by us recently. Assuming a dynamical superpotential consistent with the symmetries and anomalies is actually induced non-perturbatively we show the gauge symmetry is dynamically and spontaneously broken at a UV scale that is generically {\it{exponentially}} larger than the scales characteristic of the effective low energy theory. The pattern of condensates in a semi-realistic SU(5) ASGUT is analyzed using the Konishi anomaly assuming condensation occurs as shown by our toy model. The necessarily complementary relation of ASGUTs to the Dual Unification program and the novel cosmogony implied by their unusual thermodynamic properties are also discussed.

研究动机与目标

• 证明一种真正极简的渐近强大统一理论（ASGUT）的可行性，其中在大统一尺度之上的强耦合由费米子质量希格斯表示动力诱导。
• 通过证明希格斯多重态的大卡西米里指数自然地将规范耦合拉入强耦合区域，解决真实费米子质量关系与微扰统一之间的张力。
• 建立一种在紫外标度上实现规范对称性破缺的动力学机制，该标度比低能标度指数级更大，利用非微扰超势和科尼希异常分析。
• 探讨ASGUT的宇宙学含义，特别是高温行为导致规范单重态的等离子体态形成，以及对偶统一框架的出现。

提出的方法

• 利用一个简单的N=1超对称SU(2)规范理论耦合一个五重表示的旋量超多重态，以模拟渐近自由与强耦合的动力学。
• 应用科尼希异常分析半现实的SU(5) ASGUT中的凝聚模式，确保与规范对称性破缺的一致性。
• 利用强-弱对偶性（S对偶性）将ASGUT与一个对偶的渐近自由（AF）规范理论联系起来，将单极子孤子识别为标准模型费米子和超费米子的对偶。
• 使用标准的超对称σ模型技术研究等离子体相的高温动力学，其主导自由度为规范单重态模。
• 分析理论的紫外行为，表明在高能下规范耦合的增强会导致所有非单重态规范场发生凝聚，仅留下D-平坦的旋量模。
• 提出在ASGUT中实现诱导超引力的框架，利用超对称性以及Λ_U接近普朗克标度的特性，绕过关于高自旋粒子的标准无解定理。

实验结果

研究问题

• RQ1 一个真正极简的渐近强大统一理论是否能在非微扰超势驱动下实现动力学可行性，实现对称性破缺？
• RQ2 在半现实的SU(5) ASGUT中，凝聚模式如何从科尼希异常和非阿贝尔动力学中涌现？
• RQ3 ASGUT的高温行为会产生何种宇宙学影响，特别是规范单重态的等离子体态的形成？
• RQ4 强-弱对偶性如何将ASGUTs与对偶统一联系起来，这对单极子质量及未观测到磁单极子意味着什么？
• RQ5 在ASGUT框架中是否能一致地构造诱导超引力，特别是当紫外标度接近普朗克标度时？

主要发现

• 规范对称性破缺的紫外标度Λ_U通常比低能标度指数级更大，从而为真空稳定化提供动力学机制。
• 与对称性和异常一致的非微扰超势生成导致该模型中发生自发规范对称性破缺。
• ASGUT的高温相由D-平坦旋量模的等离子体态主导，所有非单重态规范自由度均获得无限有效质量。
• 当ASGUT被视为对偶于一个渐近自由规范理论时，对偶统一图像变得协调且可信，单极子质量与电耦合的对偶相匹配。
• 大统一理论的单极子问题得到稳健解决：在Λ_U以下尺度的对偶 confinement 确保单极子不可观测，而对偶理论仍保持 confinement。
• 对偶理论中存在完整的单极子超多重态，其与MSSM旋量超多重态对偶，避免了对人为自旋赋值机制的需求。