¿Cuál es el significado físico del dilatón en la teoría de cuerdas?

El dilatón en la teoría de cuerdas de tipo IIA es una medida del tamaño radial local de la 11.ª dimensión circular en la descripción de la teoría M. La serie de perturbaciones IIA es una expansión alrededor del límite de radio cero, donde la brana 2 de la teoría M envuelta en el círculo se vuelve larga y liviana, y luego se convierte en la cuerda IIA, de modo que el campo de dilatón es completamente local y su forma geométrica. el origen es algo oscuro.

La razón por la que esto es significativo es porque no hay dilatación en la teoría M, las excitaciones de baja energía son el supermultiplete máximamente supersimétrico más simple: un gravitón de 11 dimensiones, un campo de calibre de tres formas y un espinor. La teoría de 11 dimensiones obedece al principio de equivalencia, pero no es una teoría de perturbación de cuerdas. Para que haya una teoría de la perturbación de cuerdas, se necesita una cuerda larga y ligera, un agujero negro cargado con dos formas cuyas excitaciones se vuelven mucho más ligeras que cualquier otra cosa. La compactación circular hace esto, pero también la compactación toroide, o una línea.

En la teoría de cuerdas tipo IIB, el dilatón viene junto con un compañero que juntos parametrizan la forma del pequeño toro de la compactación de la teoría M, que puede interpretarse como T-dualizado IIA. En cadenas heteróticas, es la distancia entre las paredes orbifold del final del universo de Horava-Witten en la 11ª dimensión. De cualquier manera que se mire, el dilatón proviene de la reducción de dimensiones donde surgen las teorías de cuerdas, por lo que no es una característica fundamental de la gravedad fibrosa en ningún sentido profundo.

Este fenómeno se puede ver simplemente en la teoría simple de Kaluza-Klein. Cuando compactas una teoría de 5 dimensiones en un círculo, además de un gravitón 4d y un fotón KK, obtienes un escalar del componente 55 del tensor métrico que, por definición, mide el tamaño de la dimensión adicional. Este escalar adicional tiene acoplamientos gravitacionales de la reducción y, junto con el gravitón, forma una teoría escalar-tensor de 4 dimensiones.

En teoría de cuerdas, el campo de dilatación$\phi$describe la fuerza con la que las cuerdas se acoplan entre sí. Más precisamente, en la teoría de la perturbación, la constante de acoplamiento de cuerda abierta es la exponencial del valor esperado del dilatón$g_s = e^{\langle \phi\rangle}$.

La palabra dilatón también se usa para referirse a un cuanto del campo de dilatón. Esto es solo una partícula escalar.

En la teoría de Kaluza-Klein, la palabra dilaton se usa a veces para el campo escalar que surge cuando compactas una métrica, pero cuanto más palabra 'radón' es más estándar; es la componente diagonal de la métrica en la dirección compactada. La teoría de cuerdas mezcla estas ideas hasta cierto punto. La teoría de cuerdas IIA resulta de compactar la teoría M en un círculo, y el campo de dilatón de IIA es el radión de la teoría M en este círculo.

El sector bosónico gravitatorio, sin masa, de la acción efectiva de la cuerda contiene el tensor métrico, y al menos un campo fundamental más φ, el dilatón. Al comparar la acción dimensional de Einstein-Hilbert de Einstein (d+1) con la acción efectiva del nivel del árbol mencionada antes, se manifiesta una relación entre el acoplamiento efectivo de cuerdas (que también fija la constante G) y el campo de dilatón. El dilatón en la teoría de cuerdas también se puede reescalar para absorber factores de volumen triviales asociados con espacios compactos, pero también están presentes en los modelos de cuerdas no compactados. El dilatón es un campo escalar fundamental en la teoría de cuerdas cerradas. Las ecuaciones de gravedad efectivas en la teoría de cuerdas incluyen la parte gravi-dilaton que se ve muy similar a la teoría escalar-tensor de la gravedad de Brans-Dicke (esto es válido solo a nivel de árbol). El campo de dilatón, como se mencionó antes, controla la constante de acoplamiento de cuerdas, por lo que la expansión del género en la teoría de cuerdas está directamente relacionada con el campo de dilatón y las correcciones a la Relatividad General. También existe la posibilidad de un potencial de dilatación en dimensiones no críticas. Esto crea la posibilidad de que el valor esperado del campo de dilatación se fije en un mínimo local (probablemente en un régimen no perturbativo), fijando el acoplamiento entre cuerdas. El campo de dilatón es entonces un componente esencial de todos los modelos de supercuerdas y, por lo tanto, de los escenarios cosmológicos basados ​​en acciones efectivas de cuerdas. El capítulo 9 del libro Cosmología de cuerdas de Maurizios Gasperini es una muy buena introducción a la fenomenología del dilatón y su importancia en la cosmología. controla la constante de acoplamiento de cuerdas, por lo que la expansión del género en la teoría de cuerdas está directamente relacionada con el campo de dilatón y con las correcciones de la Relatividad General. También existe la posibilidad de un potencial de dilatación en dimensiones no críticas. Esto crea la posibilidad de que el valor esperado del campo de dilatación se fije en un mínimo local (probablemente en un régimen no perturbativo), fijando el acoplamiento entre cuerdas. El campo de dilatón es entonces un componente esencial de todos los modelos de supercuerdas y, por lo tanto, de los escenarios cosmológicos basados ​​en acciones efectivas de cuerdas. El capítulo 9 del libro Cosmología de cuerdas de Maurizios Gasperini es una muy buena introducción a la fenomenología del dilatón y su importancia en la cosmología. controla la constante de acoplamiento de cuerdas, por lo que la expansión del género en la teoría de cuerdas está directamente relacionada con el campo de dilatón y con las correcciones de la Relatividad General. También existe la posibilidad de un potencial de dilatación en dimensiones no críticas. Esto crea la posibilidad de que el valor esperado del campo de dilatación se fije en un mínimo local (probablemente en un régimen no perturbativo), fijando el acoplamiento entre cuerdas. El campo de dilatón es entonces un componente esencial de todos los modelos de supercuerdas y, por lo tanto, de los escenarios cosmológicos basados ​​en acciones efectivas de cuerdas. El capítulo 9 del libro Cosmología de cuerdas de Maurizios Gasperini es una muy buena introducción a la fenomenología del dilatón y su importancia en la cosmología. Esto crea la posibilidad de que el valor esperado del campo de dilatación se fije en un mínimo local (probablemente en un régimen no perturbativo), fijando el acoplamiento entre cuerdas. El campo de dilatón es entonces un componente esencial de todos los modelos de supercuerdas y, por lo tanto, de los escenarios cosmológicos basados ​​en acciones efectivas de cuerdas. El capítulo 9 del libro Cosmología de cuerdas de Maurizios Gasperini es una muy buena introducción a la fenomenología del dilatón y su importancia en la cosmología. Esto crea la posibilidad de que el valor esperado del campo de dilatación se fije en un mínimo local (probablemente en un régimen no perturbativo), fijando el acoplamiento entre cuerdas. El campo de dilatón es entonces un componente esencial de todos los modelos de supercuerdas y, por lo tanto, de los escenarios cosmológicos basados ​​en acciones efectivas de cuerdas. El capítulo 9 del libro Cosmología de cuerdas de Maurizios Gasperini es una muy buena introducción a la fenomenología del dilatón y su importancia en la cosmología.