[论文解读] Thesis: Orientifolds, Anomalies and the Standard Model

Pascal Anastasopoulos|ArXiv.org|Mar 7, 2005

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 65被引用 5

一句话总结

本论文研究了在非超对称 orientifold 弦紧化中标准模型的 D-brane 实现，重点关注异常 U(1) 规范对称性。论文推导了相容性条件，通过 Green-Schwarz 机制计算了异常 U(1) 的裸质量，并表明高维异常会影响这些质量。该研究基于轻子的异常磁矩，对弦尺度施加了现象学约束。

ABSTRACT

In this thesis, we study aspects of D-brane realizations of the Standard Model. Specifically, we study orientifold models with rotation and translation elements that break supersymmetry, provide the general consistency conditions and derive the massless spectrum for these type of orientifolds. These models contain in general anomalous U(1) gauge fields. The Green-Schwarz mechanism cancels the anomaly and provides a mass term for the anomalous gauge fields. We calculate the bare mass for supersymmetric and non-supersymmetric vacua and we show that higher dimensional anomalies can affect the masses of the anomalous U(1)s. Phenomenological aspects are also discussed. We evaluate the contribution of the extra U(1) fields to the anomalous moments and it is shown that this imposes constraints on the magnitude of the string scale.

研究动机与目标

• 构建能实现标准模型规范群的、一致的非超对称 orientifold 模型。
• 分析此类模型中异常 U(1) 规范对称性的角色及其通过 Green-Schwarz 机制的异常消除。
• 在超对称与非超对称真空中计算异常 U(1) 规范玻色子的裸质量。
• 研究六维异常如何影响四维紧化中异常 U(1) 的质量。
• 利用轻子异常磁矩的贡献，推导对弦尺度的现象学约束。

提出的方法

• 通过旋转和平移元素构建具有非超对称性的 I 型 orientifold 模型。
• 应用模不变性与 tadpole 取消条件，以确保紧化弦真空的一致性。
• 利用 Green-Schwarz 机制消除异常，并推导异常 U(1) 规范场的质量项。
• 在非超对称开弦真空中，通过背景场方法计算异常 U(1) 的裸质量。
• 分析六维异常在紧化至四维时的分解，以关联六维与四维的异常结构。
• 计算轻子顶点函数，以评估额外 U(1) 规范玻色子对异常磁矩的贡献。

实验结果

研究问题

• RQ1 在非超对称 orientifold 紧化中，异常 U(1) 规范玻色子如何获得质量？
• RQ2 高维异常在四维有效场论中对异常 U(1) 质量的决定作用是什么？
• RQ3 tadpole 取消条件如何约束这些模型中 D-brane 与 O-平面的允许配置？
• RQ4 额外 U(1) 规范玻色子对轻子异常磁矩有何现象学影响？
• RQ5 在此框架下，精确测量缪子异常磁矩在多大程度上能约束弦尺度？

主要发现

• 异常 U(1) 规范玻色子的裸质量由 Green-Schwarz 机制决定，其质量项与异常系数及弦尺度成正比。
• 在非超对称真空中，通过背景场方法计算异常 U(1) 的裸质量，得到有限且可计算的表达式。
• 通过去紧化极限表明，六维中的高维异常会直接影响四维紧化中异常 U(1) 的质量。
• 四维中的 Z′6 和 Z6 orientifolds 支持与标准模型规范群匹配的无质量谱，此外还包含可被现象学约束的 U(1) 因子。
• 额外 U(1) 规范玻色子对缪子异常磁矩的贡献，对弦尺度施加了上限，与实验限制一致。
• Chan-Paton 因子的结构以及 orientifold 投影对 D-brane 的作用，决定了规范群的破缺模式以及无质量态的谱。