[论文解读] Vacuum Constraints for Realistic Heterotic M-Theories

Burt A. Ovrut|arXiv (Cornell University)|Nov 21, 2018

Black Holes and Theoretical Physics被引用 2

一句话总结

本文在强耦合异规角M理论紧化于Schoen Calabi-Yau三fold的背景下，发展了一套通用形式化方法，用于一致的隐藏 sector规范丛，从异常抵消、正微扰规范耦合以及在κ₁₁⁴ᐟ³阶线性化双域壁极限下N=1超对称性保持的D项条件推导出真空约束。

ABSTRACT

The compactification from the 11-dimensional Horava-Witten orbifold to 5-dimensional M-theory on a Schoen Calabi-Yau threefold is reviewed, as is the specific $SU(4)$ vector bundle leading to the heterotic standard model in the observable sector. A generic formalism for a consistent hidden sector gauge bundle, within the context of strongly coupled M-theory, is presented. Anomaly cancellation and the associated bulk space 5-branes are discussed in this context. The further compactification to a 4-dimensional effective field theory on a linearized BPS double domain wall is then presented to order $\kappa_{11}^{4/3}$. Specifically, the generic constraints required for anomaly cancellation and by the linearized domain wall solution, the constraints imposed by the necessity for positive, perturbative squared gauge couplings to this order and the restrictions on the $D$-terms for preserving or spontaneously breaking $N=1$ supersymmetry are presented.

研究动机与目标

• 建立强耦合M理论紧化中一致隐藏 sector 规范丛的通用框架。
• 分析在5D M理论极限下由异常抵消和体空间5-膜贡献引起的真空约束。
• 在κ₁₁⁴ᐟ³阶推导出4D有效场论中正微扰平方规范耦合的条件。
• 确定在线性化域壁背景中保持或允许N=1超对称性自发破缺的D项约束。

提出的方法

• 回顾11D Horava-Witten orbifold紧化至Schoen Calabi-Yau三fold上的5D M理论，其中可观测 sector 使用SU(4)向量丛。
• 在强耦合M理论中构建隐藏 sector 规范丛的通用形式化方法，与异常抵消相容。
• 分析体空间5-膜在异常抵消中的作用及其对真空结构的影响。
• 在κ₁₁⁴ᐟ³阶执行线性化双域壁紧化至4D有效理论。
• 从4D理论中正微扰平方规范耦合的要求推导约束。
• 评估D项条件以确定与未破缺或自发破缺N=1超对称性的兼容性。

实验结果

研究问题

• RQ1 隐藏 sector 规范丛必须满足哪些通用约束，以确保在强耦合M理论紧化中实现异常抵消？
• RQ2 在5D M理论极限下，体空间5-膜如何影响真空结构的一致性？
• RQ3 在κ₁₁⁴ᐟ³阶，4D有效规范耦合需要满足什么条件才能保持正且微扰？
• RQ4 在线性化域壁解中，哪些D项构型能保持或允许N=1超对称性自发破缺？
• RQ5 异常抵消、规范耦合正性及D项约束的综合影响如何塑造可行的真空景观？

主要发现

• 建立了一套通用形式化方法，用于一致的隐藏 sector 规范丛，确保与异常抵消及强耦合M理论结构相容。
• 证明通过在5D M理论框架中引入体空间5-膜，可实现异常抵消。
• 真空解要求4D有效理论中的平方规范耦合在κ₁₁⁴ᐟ³阶保持正且微扰。
• 推导出D项条件，用以确定在线性化域壁背景中N=1超对称性是否被保持或自发破缺。
• 异常抵消、规范耦合约束与D项条件的相互作用，在4D有效理论中定义了一组非平凡的真空选择规则。
• 在κ₁₁⁴ᐟ³阶的线性化双域壁紧化提供了一套一致的框架，用于推导这些真空约束。