18、宇宙超弦理论：特性、模型与潜在问题

宇宙超弦理论：特性、模型与潜在问题

宇宙超弦的相互作用及不稳定性机制

宇宙超弦与标准模型的相互作用通常是间接的，例如引力相互作用。这一特性在避免宇宙超弦在空间填充膜上断裂方面有一定作用，但也限制了其可能性。接下来探讨宇宙超弦的几种不稳定性机制。

• 轴子畴壁的约束 ：任何BPS p - 膜必须产生一个 (p + 1) - 形式场。若宇宙超弦由此类膜包裹内部 (p – 1) - 循环形成，在四维理论中，一个二形式势 $C[2]$ 会与有效弦的世界面耦合，且可由标量轴子 $\varphi$ 替代，即 $dC[2] = ∗4 d\varphi +$ 源项。弦是 $C[2]$ 的电源，也是 $\varphi$ 的磁源或拓扑源。在环绕弦的任何轮廓 $C$ 上，轴子场（适当归一化）变化为 $2\pi$，即 $\oint_{C} dx · \partial\varphi = 2\pi$。考虑一个欧几里得 (6–p) - 膜瞬子，它与原始 (p + 1) - 形式磁耦合，包裹一个与 $K_{p - 1}$ 相交一次的 (7 – p) - 循环 $K_{7 - p}$。此膜是 $\varphi$ 的电源，瞬子振幅与 $e^{i\varphi}$ 成正比。由于所有超对称性最终会被打破，瞬子振幅中的费米子零模被提升，从而产生 $\varphi$ 的周期性势。当环绕弦时，$\varphi$ 不能处处处于该势的最小值，存在一个扭结，它变化 $2\pi$ 并越过势的最大值。这个扭结定义了一个终止于弦的畴壁，除非畴壁张力极小，否则会导致弦迅速坍缩。不过，具有大额外维度的场景有可能指数级抑制畴壁张力。
• “重子衰变” ：各种