Размерная редукция, дуализация и солитоны в теориях супергравитации тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.02 ВАК РФ

Шаракин, Сергей Александрович АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ
2000 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.02 КОД ВАК РФ
Диссертация по физике на тему «Размерная редукция, дуализация и солитоны в теориях супергравитации»
 
 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Шаракин, Сергей Александрович

1 Введение

2 Классификация солитонных решений вЛГ = 4 D = 4 супергравитации

2.1 Стандартная КК редукция.

2.2 Нелинейные сигма-модели в супергравитации и их симметрии

2.3 Метод гармонических отображений

2.4 J\f — 4 D = 4 супергравитация.

2.4.1 Матричные потенциалы Эрнста.

2.4.2 МГО: экстремальные стационарные решения.

2.4.3 Сталкивающиеся плоские волны вЛ/" = 4 супергравитации

2.5 Выводы.

3 Альтернативные схемы КК редукции

3.1 Редукция и компактификация, дуализация и дуальность

3.2 Скрытые симметрии D = 11 супер гравитации

3.3 Гетеротическая струна в пятимерии.

3.4 Формы высшего ранга в гравитации.

3.5 Выводы.

4 Трехблочные усечения супергравитационных теорий и их вакуумная интерпретация

4.1 Солитоны в теориях супергравитации.

4.2 Дионные состояния.

4.3 Вакуумная интерпретация J\f = 1 D = 11 супергравитации

4.4 Вакуумная интерпретация решений НА и IIB супергравитации

4.5 Флаксбраны.

4.6 Выводы:.

5 Преобразования суперсимметрии и искривленные браны

5.1 Супералгебра и BPS условия.

5.2 Спиноры Киллинга и ненарушенная суперсимметрия

5.3 Параллельные спиноры.

5.3.1 Соответствие: спиноры Киллинга/параллельные спиноры

5.3.2 Классификация по группам голономии

5.4 Частично-локализованные пересекающиеся браны.

5.4.1 M2LM2 и М51М5.

5.4.2 M2±MW и MbLMW.Ill

5.4.3 М21ММ и М5±ММ.

5.5 Выводы.

6 Статические блочно-диагональные пространства

6.1 Согласованное усечение: Rx ^Q^^j сигма-модель.

6.2 Классы изотропных решений.

6.2.1 Экстремальные решения: а = 0 Тг (В2) =

6.2.2 Экстремальные решения: а2 = 3, |Тг#2 = — 1.

6.3 Суперсимметрия и вакуумная интерпретация

Я х SL(3, R)/SO(2,1) сигма-модели.

6.4 М2 U М5-брана.

 
Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Шаракин, Сергей Александрович, Москва

1. M. J. Duff. M-theory (the theory formerly known as strings).// 1.t. J. Mod. Phys. A. —1996. - V. 11. - P. 5623-5642. - hep-th/9608117.

2. J. H. Schwarz. Lectures on superstring and M-theory dualities.// Nucl. Phys. Proc. Suppl. B. -1997. V. 155. - P. 1-32. - hep-th/9607201.

3. E. Witten. String theory dynamics in various dimensions.// Nucl. Phys. B. -1995. V. 443. - P. 85-126. - hepth/9303124.

4. J. H. Schwarz. An SL(2,Z) multiplet of type IIB superstrings.// Phys. Lett. B. -1995. V. 360. - P. 13. - hep-th/95081430).

5. P. S. Aspinwall. Some relationships between dualities in string theory.// Nucl. Phys. Proc. Suppl. -1996. V. 46. - P. 30-38. - hep-th/9508154.

6. P. Horava and E. Witten. Heterotic and type I string dynamics from eleven-dimensions.// Nucl. Phys. B. -1996. V. 440. - P. 506-524. -hep-th/9510209.

7. M. Porrati A. Giveon and E. Rabinovici. Target space duality in string theory.// Phys. Rep. -1994. V. 244. - P. 77.

8. K. S. Stelle. Lectures on supergravity j9-branes.// hep-th/9710119.9| P. Fre. Lectures on special kahler geometry and electric-magnetic duality rotations.// Nucl. Phys. B Proc. Sup. 45B,C. -1996. P. 59-114. -hep-th/9512043.

9. E. Witten and D. Olive. Phys. Lett. B. -1978. V. 78. - P. 97.

10. A. Sen. Strong-weak coupling duality in four dimensional string theory.// Int. J. Mod. Phys. A. -1994. V. 9. - P. 3707. - hep-th/9402002.

11. J. P. Gauntlett. Intersecting branes.// hep-th/9705011.

12. Randal and R. Sundrum. A large mass hierarchy from a small extra dimension.// Phys. Rev. Lett. -1999. V. 83. - P. 3370. - hep-ph/9905221.

13. G. W. Gibbons H. F. Dowker, J. P. Gauntlett and G. T. Horowitz. Nucleation of p~branes and fundamental strings.// Phys. Rev. D. —1996.- V. 53. P. 7115-71128.

14. D. V. Gal'tsov C.-M. Chen and S. A. Sharakin. Kaluza-Klein reduction revisited: Dualization alternatives and non-local dualities, in preparation./ / —2000.

15. Bars and Kounnas. Theories with two times.// Phys.Lett. B. —1997. — V. 402. P. 25-32. - hep-th/9703060.

16. H. Nishino. Supergravity in 10 + 2 dimensions as consistent background for superstring.// Phys.Lett. B. -1998. V. 428. - P. 85-94. - hep-th/9703214.

17. D. V. Gal'tsov and О. V. Kechkin. U-duality and symplectic formulation of dilaton-axion gravity.// Phys. Rev. D. -1996. V. 54. - P. 16561666. - hep-th/9507005.

18. D. V. Gal'tsov and S. A. Sharakin. Matrix Ernst potentials for EMDA with multiple vector fields.// Phys. Lett. B. -1997. — V. 399. — P. 250-257. hep-th/9702039.

19. J. Maharana and J.H. Schwarz. Noncompact symmetries in string theory.// Nucl. Phys. B. -1993. -V. 390. P. 3-32. - hep-th/9207016.

20. P. Breitenlohner and D. Maison. On nonlinear сг-models arising in (super)gravity.// Gen. Rel. Grav. —1986. V. 18. - P. 861-877. - gr-qc/9806002.

21. M. Heusler. Mass formulae for a class of nonrotating black holes.// gr-qc/9703015.

22. K. A. Bronnikov. Gravitating brane systems: Some general theorems.// J.Math.Phys. -1999. V. 40. - P. 924-938. - gr-qc/9806102.

23. K. A. Bronnikov. Block-orthogonal brane systems, black holes and wormholes.// Grav. and, Cosmol. —1998. — V. 4. — P. 49.

24. А. Барут и P. Рончка. Теория представлений групп и её приложения Москва, «МИР». -1980.

25. D. V. Gal'tsov and О. A. Rytchkov. Generating branes via sigma-models.// Phys.Rev.D. -1998. V. 58. - P. 122001. - hep-th/9801160.

26. V.D. Ivashchuk and V.N. Melnikov. Intersecting p-brane solutions in multidimensional gravity and M-theory.// hep-th/9612089.

27. V.D. Ivashchuk and V.N. Melnikov. Multidimensional sigma-models with composite electric p-branes.// Grav. CosmoL. —1998. — V. 4. — P. 73.- gr-qc/9705005.

28. V. D. Ivashchuk M. A. Grebeniuk and V. N. Melnikov. Multidimensional cosmology for intersecting p-branes with static internal spaces.// Grav. CosmoL. -1998. V. 4. - P. 145. - gr-qc/9804042.

29. V. D. Ivashchuk and V. N. Melnikov. Majumdar-papapetrou type solutions in sigma-model and intersecting p-branes.// Class. Quant. Grav. -1999. V. 16. - P. 849-869. - hep-th/9802121.

30. G. Clement and D. V. Gal'tsov. Stationary BPS solutions to dilaton-axion gravity.// Phys. Rev. D. -1996. V. 54. - P. 6136-6152. -hep-th/9607043.

31. K. S. Narain. Phys. Lett, B. -1986. V. 169. - P. 41.

32. D. V. Gal'tsov and 0. V. Kechkin. Ehlers-Harrison-type transformations in dilaton-axion gravity.// Phys. Rev. D. —1994. — V. 50. — P. 73947399. hep-th/9407155.

33. D. V. Gal'tsov and 0. V. Kechkin. Matrix dilaton-axion for heterotic string in three dimensions.// Phys. Lett.B. —1995. — V. 361. — P. 5258. hep-th/9507164.

34. D. V. Gal'tsov. Symmetries of heterotic string effective theory in three and two dimensions.// Heat Kernel Techniques and Quantum Gravity, Int. Workshop, Winnipeg, Canada. —1994. — hep-th/9606042.

35. D. V. Gal'tsov and O. V. Kechkin. U-duality and symplectic formulation of dilaton-axion gravity.// Phys. Rev. D. —1996. — V. 54. — P. 1656.- hep-th/9507005.

36. C. Hull and P. Townsend. Nucl. Phys. B. -1995. V. 450. - P. 109.

37. D. V. Gal'tsov. Square of general relativity.// Proc. of the First Australasian Conf. on Gen. Rel. and Grav., Adelaide. —1996. — hep-th/9608021.

38. J. Ehlers. Les theories relativistes de la gravitation.// CNRS, Pans. -1959. P. 275.

39. D. V. Gal'tsov and P. S. Letelier. Reissner-Nordstrom type black holes in dilaton-axion gravity.// gr-qc/9608023.

40. D. V. Gal'tsov and P. S. Letelier. Ehlers-Harrison transformations and black holes in dilaton-axion gravity with multiple vector fields.// gr-qc/9612007.

41. Ch.-M. Chen. Скрытые симметрии и солитоны в теориях супергравитации и суперструн.// Диссертация на соискания степени к. ф.-м. наук. —1999.

42. С. А. Шаракин. Генерация точных решений в N = 4 D = 4 супер-гравиатции.// дипломная работа.

43. О. В. Кечкин. Диссертация на соискание степени к. ф.-м. наук. -1995.

44. R. Kallosh Е. Bergshoeff and Т. Ortin. Stationary axion/dilaton solutions and supersymmetry.// Nucl. Phys.B. —1996. — V. 478. — P. 165.

45. E. Witten and D. Olive. Supersymmetry algebras that include topological charges.// Phys. Lett. B. -1978. V. 78. - P. 97.

46. C. A. Savoy S. Ferrara and B. Zumino. General massive multiplets in extended supersymmetry.// Phys. Lett. B. —1981. — V. 100. — P. 393.

47. S. Chandrasekhar and В. C. Xanthopoulos. Proc. Roy. Soc. Lond. A. -1987. -V. 410. P. 311.

48. J. B. Griffiths. Collidinng Waves in General Relativity Claredon, Oxford. -1991.

49. Khan K. A. and Penrose R. Scattering of two impulsive gravitational plane waves.// Nature. -1971. V. 229. - P. 185 -186.

50. J. Ibanez V. Ferrari and M. Bruni. Phys. Rev. D. -1987. V. 36. -P. 1053.

51. Дж. Шварц M. Грин, Э. Виттен. Теории суперструн, т. 1 и 2 Москва, «МИР». -1991.

52. J. Scherk E. Cremmer. Nucí Phys. B. —1976. V. 103. - P. 399.

53. J. Scherk E. Cremmer. Nucl. Phys. B. —1977. V. 118. - P. 61.

54. И. П. Волобуев и К). А. Кубышин. Дифференциальная геометрия и алгебры Ли и их приложения в теории поля Москва, Эдиториал УРСС. -1999.

55. Е. Креммер. Размерная редукция в теории поля и скрытые симметрии./ / In Введение в супергравитацию Москва «МИР». —1985.

56. Н. Lü Е. Cremmer, В. Julia and C.N. Pope. Dualisation of Dualities, I.// Nucl. Phys. B. -1998. V. 523. - P. 73-144. - hep-th/9710118.

57. H. Lü E. Cremmer, B. Julia and C.N. Pope. Dualisation of Dualities, II: Twisted self-duality of doubled fields and superdualities.// Nucl. Phys. B. -1998. V. 535. - P. 242-292. - hcp-th/8906106.

58. B. Julia. Group disintegrations.// Superspace and Supergravity, Eds. S. W. Hawking and M. Rocek (Cambridge Univ. Press. —1981. — P. 331.

59. P. K. Towsend. Brane surgery.// Nucl. Phys. Proc. Suppl. —1997. — V. 58. P. 163-175. - hep-th/9609219.

60. K. Maeda C.-M. Chen, D. V. Gal'tsov and S. A. Sharakin. SL(4,i?) generating symmetry in five-dimensional gravity coupled to dilaton and three-form.// Phys. Lett. B. -1999. V. 453. - P. 7-16. - hep-th/9901130.

61. P. Dobiasch and D. Maison. Stationary, spherically symmetric solutions of Jordan's unified theory of gravity and electromagnetism.// Gen. Rel. Grav. -1982. V. 14. - P. 231-242.

62. D. J. Gross and M. J. Perry. Magnetic monopoles in Kaluza-Klein theories.// Nucl. Phys. B. -1983. V. 226. - P. 29-48.

63. R. D. Sorkin. Kaluza-Klein monopole.// Phy. Rev. Lett. -1983. V. 51. - P. 87-90.

64. K. S. Stelle. Lectures on supergravity p-branes.// hep-th/9701088.

65. R. R. Khuri M. J. Duff and J. X. Lu. String solitons.// Phys.Rept. -1995. V. 259. - P. 213-326. - hep-th/9412184.

66. K. S. Stelle. Bps brancs in supergravity.// hep-th/9803116.

67. J. A. Harvey C. G. Callan and A. Strominger. Supersymmetric string solitons.// hep-th/9112030.

68. P.K. Townsend. The elevendimensional supermembrane revisited.// J. Math. Phys. -1996. V. 37. - P. 100.

69. G. B. Gibbons. Antigravitating black hole solutions with scalar hair in N=4 supergravity.// Nucl. Phys. B. -1982. V. 207. - P. 337-349.

70. G. B. Gibbons and K Maeda. Black holes and membranes in higher dimensional theories with dilaton fields.// Nucl.Phys. B. —1988. — V. 298. P. 741-775.

71. M. J. Duff and J. X. Lu. Black and super p-branes in diverse dimensions.// Nucl. Phys. B. -1994. V. 416. - P. 301-334. - hep-th/9306052.

72. R. R. Khuri M.J. Duff, S. Ferrara and J. Rahmfeld. Supersymmetry and dual string solitons.// Phys.Lett. B. -1995. V. 356. - P. 479-486. -hep-th/9506057.

73. G. Papadoupolos. The universality of M-branes.// hep-th/9611029.

74. H. J. Boonstra E. Bergshoeff and T. Ortin. S duality and dyonic p-brane solutions in type ii string theory.// Phys. Rev. D. —1996. — V. 53. — P. 7206-72212. hep-th/9508091.

75. A. Salam and E. Sezgin. Nucl. Phys. B. -1985. V. 258. - P. 284.

76. R. Nepomechie. Phys. Rev. D. -1984. V. 31. - P. 1921.

77. C. Teittelboim. Phys. Lett. B. -1986. V. 167. - P. 69.

78. J. Polchinski and E. Witten. Evidence for heterotic type I string duality.// Nucl. Phys. B. -1996. - V. 460. - P. 525-540.

79. M. J. Duff and J. X. Lu. Black and super p-branes in diverse dimensions.// Nucl. Phys. B. -1994. V. 416. - P. 301-334.

80. G. Papadopoulos M. B. Green, N. Lambert and P. K. Townsend. Dyonic p-branes from self-dual (p+l)-branes.// Phys.Lett. B. —1996. — V. 384. P. 86-92. - hep-th/9605146.

81. E. Witten. Some comments on string dynamics.// hep-th/9507121.

82. J. Gauntlett. Low-energy dynamics of supersymmetric solitons.// Nucl. Phys. B. -1993. V. 400. - P. 103. - hep-th/9205008.

83. E. Verlinde. Global aspects of electric-magnetic duality.// Nucl. Phys. B. -1995. V. 445. - P. 211-228.

84. M.S. Costa and M. Cvetiv Non-threshold d-brane bound states and black holes with non-zero entropy.// hep-th/9703204.

85. D. Bigatti and L. Susskind. Magnetic fields, branes and noncommutative geometry.// hep-th/9908056.

86. S. Shenker T. Banks, W. Fischler and L. Susskind. M theory and Matrix model: A conjecture.// Phys. Rev. D. -1997. V. 55. - P. 5112. -hep-th/9610043.

87. N. Itzhaki, J. Maldacena, J. Sonnenschein, and S. Yankielowicz. Supergravity and large N limit of theories with sixteen supercharges.// Phys. Rev.D. -1998. V. 58. - P. 046004. - hep-th/9802042.

88. J. M. Maldacena and J. G. Russo. Large N of non-commutative gauge theories.// hep-th/9908134.

89. A. Hashimoto and N. Itzhaki. Noncommutative Yang-Mills and the AdS/CFT correspondence.// hep-th/9907166.

90. C. Hull E. Bergshoeff and T. Ortin. Duality in the type-ii superstring effective action.// Nucl Phys. B. -1995. V. 451. - P. 547-578. -hep-th/9504081.

91. G. W. Gibbons and K. Maeda. Black holes and membranes in higher dimensional theories with dilaton fields.// Nucl. Phys. B. —1988. — V. 298. P. 741-775.

92. С. M. Chen, D. V. Gal'tsov, and S. A. Sharakin. Classification of solitons in supergravity via non-linear sigma-model group structure.// готовится к печати.

93. G. Clément. Solutions of five-dimensional general relativity without spatial symmetry.// Gen. Rel. Grav. —1986. V. 18. - P. 861-877.

94. D. Rasheed. The rotating dyonie black holes of Kaluza-Klein theory.// Nucl Phys.B. -1995. V. 454. - P. 379-401. - hep-th/950538.

95. G. Gibbons and D. Wiltshire. Black holes in Kaluza-Klein theory.// Ann. Phys. —1986. V. 167. - P. 201-223.

96. G. Gibbons and D. Wiltshire. Black holes in Kaluza-Klein theory II.// Ann. Phys. -1987. V. 176. - P. 393.

97. G. Clément. Rotating Kaluza-Klein monopoles and dyons.// Phys. Lett. A. -1986. V. 118. - P. 11-13.

98. D. V. Gal'tsov Ch.-M. Chen and S. A. Sharakin. Vacuum interpretation for supergravity M-branes.// Phys. Lett. B. —2000. — V. 475. — P. 269-274. hep-th/9908133.