Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В физике элементарных частиц гипотетическая дилатонная частица - это частица скалярного поля, которая появляется в теориях с дополнительными измерениями, когда объем компактифицированных измерений изменяется. Он выглядит как радиона в теории Калуцы-Клейна «s компактификаций из дополнительных измерений . В теории гравитации Бранса – Дике постоянная Ньютона не считается постоянной, вместо этого 1 / G заменяется скалярным полем, а ассоциированная частица - дилатоном.

Экспозиция [ править ]

В теориях Калуцы – Клейна после редукции размеров эффективная масса Планка изменяется как некоторая степень объема компактифицированного пространства. Вот почему объем может оказаться дилатоном в эффективной теории меньшей размерности .

Хотя теория струн , естественно , включает в себя теорию Калуцы-Клейн , который первый ввел дилатон, пертурбативные теории струн , такие как теория типа I строки , типа II теории струн , и Гетерозисная струна теории уже содержит дилатон в максимальном количестве 10 измерений. Однако М-теория в 11 измерениях не включает дилатон в свой спектр, если не компактифицирована . Дилатон в теории струн типа IIA параллелен излучению М-теории, компактифицированному по окружности, и дилатону в E 8 × E 8.Теория струн параллельна радиону для модели Горжавы – Виттена . (Подробнее о происхождении дилатона в М-теории см. [1] ).

В теории струн также существует дилатон на мировом листе CFT - двумерная конформная теория поля . Экспоненциальный его вакуумное ожидание значения определяет константу связи г и характеристическую Эйлер х = 2 - 2 г как ∫R = 2πχ для компактного worldsheets со стороны Гаусса-Бонн теорема , где родом г подсчитывает число ручки и таким образом, число циклов или взаимодействий строк, описанных конкретным мировым листом.

Следовательно, константа связи динамической переменной в теории струн контрастирует с квантовой теорией поля, где она постоянна. Пока суперсимметрия не нарушена, такие скалярные поля могут принимать произвольные значения модулей ). Однако нарушение суперсимметрии обычно создает потенциальную энергию для скалярных полей, и скалярные поля локализуются вблизи минимума, положение которого в принципе должно вычисляться в теории струн.

Дилатон действует как скаляр Бранса – Дике , при этом эффективный масштаб Планка зависит как от масштаба струны, так и от поля дилатона.

В суперсимметрии суперпартнера дилатона или здесь в dilatino , комбинаты с аксионным с образованием сложного скалярного поля [ править ] .

Дилатон в квантовой гравитации [ править ]

Впервые дилатон появился в теории Калуцы – Клейна , пятимерной теории, сочетающей гравитацию и электромагнетизм . Он появляется в теории струн . Однако он стал центральным в проблеме многомерной гравитации меньшего размера [2], основанной на теоретико-полевом подходе Романа Джекива . Толчком послужил тот факт, что полные аналитические решения для метрики ковариантной системы N тел оказались неуловимыми в общей теории относительности. Чтобы упростить задачу, количество измерений было уменьшено до 1 + 1 - одно пространственное измерение и одно временное измерение. Эта модельная проблема, известная как R = TТеория , [3] , в отличие от общего G = T теории, было поддаются точным решениям с точки зрения обобщения функции Ламберта W . Кроме того, уравнение поля, управляющее дилатоном, полученное из дифференциальной геометрии , как уравнение Шредингера, может быть подвергнуто квантованию. [4]

Он сочетает в себе гравитацию, квантование и даже электромагнитное взаимодействие, многообещающие компоненты фундаментальной физической теории. Этот результат выявил ранее неизвестную и уже существующую естественную связь между общей теорией относительности и квантовой механикой. Нет ясности в обобщении этой теории на 3 + 1 измерения. Однако недавний вывод в 3 + 1 измерениях при правильных координатах дает формулировку, аналогичную более ранней 1 + 1 , поле дилатона, управляемое логарифмическим уравнением Шредингера [5] , которое наблюдается в физике конденсированного состояния и сверхтекучей среде.. Уравнения поля поддаются такому обобщению, как показано с включением одногравитонного процесса [6], и дают правильный ньютоновский предел в d- измерениях, но только с дилатоном. Более того, некоторые высказывают предположение о очевидном сходстве между дилатоном и бозоном Хиггса . [7] Однако необходимы дополнительные эксперименты, чтобы выяснить взаимосвязь между этими двумя частицами. Наконец, поскольку эта теория может сочетать гравитационные, электромагнитные и квантовые эффекты, их связь потенциально может привести к средствам проверки теории с помощью космологии и экспериментов.

Дилатон действие [ править ]

Действие дилатонной гравитации

.

Это более общий подход, чем в вакууме Бранса – Дике, поскольку у нас есть дилатонный потенциал.

См. Также [ править ]

  • Модель CGHS
  • R = T модель
  • Квантовая гравитация

Цитаты [ править ]

  1. ^ Дэвид С. Берман, Малкольм Дж. Перри (2006), "М-теория и расширение родов струн"
  2. ↑ Охта, Тадаюки; Манн, Роберт (1996). «Каноническая редукция двумерной гравитации для динамики частиц». Классическая и квантовая гравитация . 13 (9): 2585–2602. arXiv : gr-qc / 9605004 . Bibcode : 1996CQGra..13.2585O . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 13/9/022 .CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  3. ^ Sikkema, AE; Манн, РБ (1991). «Гравитация и космология в (1 + 1) измерениях». Классическая и квантовая гравитация . 8 (1): 219–235. Bibcode : 1991CQGra ... 8..219S . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 8/1/022 .CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  4. ^ Фарруджа; Манн; Скотт (2007). «Гравитация N тел и уравнение Шредингера». Классическая и квантовая гравитация . 24 (18): 4647–4659. arXiv : gr-qc / 0611144 . Bibcode : 2007CQGra..24.4647F . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 24/18/006 .
  5. ^ Скотт, TC; Чжан, Сяндун; Манн, Роберт; Сбор, ГДж (2016). «Каноническая редукция для дилатонической гравитации в 3 + 1 измерениях». Physical Review D . 93 (8): 084017. arXiv : 1605.03431 . Bibcode : 2016PhRvD..93h4017S . DOI : 10.1103 / PhysRevD.93.084017 .
  6. ^ Манн, РБ; Охта, Т. (1997). «Точное решение для метрики и движения двух тел в (1 + 1) -мерной гравитации». Phys. Rev. D . 55 (8): 4723–4747. arXiv : gr-qc / 9611008 . Bibcode : 1997PhRvD..55.4723M . DOI : 10.1103 / PhysRevD.55.4723 .CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  7. ^ Беллаццини, B .; Csaki, C .; Hubisz, J .; Serra, J .; Тернинг, Дж. (2013). «Хиггсовский дилатон». Евро. Phys. Дж . К. 73 (2): 2333. arXiv : 1209.3299 . Bibcode : 2013EPJC ... 73.2333B . DOI : 10.1140 / epjc / s10052-013-2333-х .

Ссылки [ править ]

  • Фуджи, Ю. (2003). «Масса дилатона и космологическая постоянная». Прог. Теор. Phys. 110 (3): 433–439. arXiv : gr-qc / 0212030 . Bibcode : 2003PThPh.110..433F . DOI : 10.1143 / PTP.110.433 .
  • Hayashi, M .; Watanabe, T .; Aizawa, I .; Акето, К. (2003). «Дилатонная инфляция и нарушение SUSY в супергравитации, вдохновленной струнами». Современная физика Буква A . 18 (39): 2785–2793. arXiv : hep-ph / 0303029 . Bibcode : 2003MPLA ... 18.2785H . DOI : 10.1142 / S0217732303012465 .
  • Alvarenge, F .; Батиста, А .; Фабрис, Дж. (2005). «Предсказывает ли квантовая космология постоянное дилатонное поле». Международный журнал современной физики D . 14 (2): 291–307. arXiv : gr-qc / 0404034 . Bibcode : 2005IJMPD..14..291A . DOI : 10.1142 / S0218271805005955 .
  • Lu, H .; Хуанг, З .; Fang, W .; Чжан, К. (2004). «Темная энергия и космология дилатонов». arXiv : hep-th / 0409309 .
  • Вессон, Пол С. (1999). Пространство-время-материя, современная теория Калуцы-Клейна . Сингапур: World Scientific . п. 31 . ISBN 978-981-02-3588-8.
  • Wang, CH-T .; Родригес, DPF (2018). «Закрытие пробелов в квантовом пространстве и времени: конформно расширенная калибровочная структура гравитации». Phys. Ред. D 98, 124041.
  • Wang, CH-T .; Станкевич, М. (2020). «Квантование времени и большой взрыв с помощью масштабно-инвариантной петлевой гравитации». Phys. Lett. В 800, 135106.