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Quantum effects in Brane World scenarios : moduli stabilization and the hierarchy problem

Year: 2003
Type: dissertation
Abstract: El problema de la jerarquía se puede resolver en ciertos modelos de branas debido a que, en estos modelos, la separación entre la escala electrodébil y la de Planck depende del tamaño de las dimensiones extra. Éste viene caracterizado por un modo escalar de la métrica conocido como el radión, de forma que una solución completa al problema de la jerarquía requiere algun mecanismo de estabilización que fije su valor y explique por qué no se observan las interacciones escalares transmitidas por el radión. En esta tesis se estudia la posibilidad de que la energía de Casimir estabilice el radión (proporcionandole una masa suficientement grande) y generen la jerarquía de forma natural. Se argumenta que en modelos donde la geometría no es factorizable, los efectos cuánticos proporcionan un mecanismo de estabilización capaz de generar y estabilizar la jerarquía. En conctreto, se discuten los efectos cuánticos en tres familias de modelos. El primer ejemplo consiste en un modelo tensor--escalar en cinco dimensiones en que el factor de 'warp' crece como una potencia de la distancia. La presencia de una simetría de 'scaling' anómala permite estabilizar las posiciones de las branas y generar la jerarquía de forma natural incluso para potencias pequeñas. No obstante, las masas de los módulos es suficientemente grande cuando la potencia del factor de warp es de orden 10 o mayor. La segunda clase de modelos consiste en un espacio de más de 5 dimensiones donde el espacio interno y las direcciones no compactas tienen un factor de warp exponencial. En este modelo, la jerarquía se genera mediante una combinación de los efectos de redshift y de volumen grande. Se encuentra que los efectos cuánticos estabilizan las posiciones de las dos branas y generan la gerarquía de forma natural si el espacio interno es plano. En el tercer tipo de modelos, el espacio interno no tiene factor de warp y la jerarqía se genera mediante el efecto de redshift. Al igual que en el modelo de Randall Sundrum, la fuerza de Casimir debida a un campo de gauge en el bulk puede estabilizar la jerarquía de forma natural. Se concluye que en los modelos de branas con geometría no factorizable, los efectos cuánticos son capaces de estabilizar la jerarquía naturalmente de forma relativamente genérica.
Language: English
Open Access status: green
OpenAlex ID: W6995945774
Cites: 92
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