Scattering amplitudes in open superstring theory [Elektronische Ressource] / Oliver Schlotterer. Betreuer: Dieter Lüst

Oliver Schlotterer

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• Publié par: ludwig-maximilians-universitat_munchen
• Publié le: 01 janvier 2011
• Nombre de lectures: 72
• Langue: Deutsch
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

Scattering amplitudes
in open superstring theory
Oliver Schlotterer
Munchen 2011Scattering amplitudes
in open superstring theory
Oliver Schlotterer
Dissertation
an der Fakult at fur Physik
der Ludwig{Maximilians{Universit at
Munc hen
vorgelegt von
Oliver Schlotterer
aus Tubingen, Baden-Wurttem berg.
Munc hen, den 1. Juni 2011This thesis is based on the author’s work partly published in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
10, 11] conducted from September 2008 until May 2011 at the Max-Planck-Institut
fur Physik (Werner-Heisenberg-Institut), Munc hen under supervision of Dr. Stephan
Stieberger and Prof. Dr. Dieter Lust.
Erstgutachter: Prof. Dr. Dieter Lust
Zweitgutachter: Prof. Dr. Stefan Hofmann
Tag der mundlic hen Prufung: 15. Juli 2011Fur meine Familie
und familiengleiche
FreundeiiZusammenfassung
Die vorliegende Dissertation befasst sich mit dem Themengebiet der Streuamplituden in The-
orien o ener Superstrings. Insbesondere werden zwei unterschiedliche Formalismen zu Hand-
habung von Superstrings eingefuhrt und zur Berechnung von Baumniveau Amplituden verwen-
det { der Ramond Neveu Schwarz- (RNS-) und der Pure Spinor (PS) Formalismus.
Der RNS Zugang erweist sich als exibel, um Kompakti zierungen der anf anglich zehn
achen Raumzeit Dimensionen nach vier Dimensionen zu beschreiben. Wir osenl die technis-
chen Probleme, die sich aus der wechselwirkenden zugrundeliegenden Welt achentheorie mit
konformer Symmetrie ergeben. Dies wird genutzt, um ph anomenologisch relevante Streuam-
plituden von Gluonen und Quarks sowie Produktions- und Zerfallsraten von massiven Ober-
schwingungen, die schon als virtuelle Austauschteilchen auf masselosem Niveau identi ziert
wurden, auszurechnen. Im Falle einer niedrigen String Massenskala im Bereich einiger TeV
k onnen die stringspezi schen Signaturen bei Partonkollisionen in naher Zukunft am LHC Ex-
periment am CERN beobachtet und als erster experimenteller Nachweis der Stringtheorie
herangefuhrt werden. Jene Stringe ekte treten universell fur eine weite Klasse von String
Grundzust anden bzw. internen Geometrien ein und stellen daher einen eleganten Weg dar, das
sogenannte Landschaftsproblem der Stringtheorie zu umgehen.
Ein zweiter Themenkomplex in dieser Arbeit basiert auf dem PS Formalismus, welcher eine
manifest supersymmetrische Behandlung von Streuamplituden in zehn Raumzeit Dimensionen
mit sechzehn Superladungen erlaubt. Wir fuhren eine Familie von Superfeldern ein, die in
masselosen Amplituden des o enen Strings auftreten und naturlic herweise mit Diagrammen
aus dreiwertigen Knoten identi ziert werden k onnen. Dadurch erreichen wir nicht nur eine
kompakte Superraumdarstellung der n Punkt Feldtheorieamplitude sondern k onnen auch die
komplette Superstring n Punkt Amplitude als minimale Linearkombination von Partialampli-
tuden der Feldtheorie sowie hypergeometrischen Funktionen schreiben. Letztere tragen die
Stringe ekte und werden von verschiedenen Perspektiven analysiert, vor allem in Hinblick auf
die in der Feldtheorie beobachtete Dualit at zwischen gruppentheoretischen und kinematischen
Beitr agen zu Baumniveau Amplituden.
iiiivAcknowledgements
I am deeply indebted to my supervisors Dieter Lust and Stephan Stieberger for their continuous
support and strong encouragement. I really appreciate that Stephan was always ready for giving
advice and discussing { either in person or on Skype, even after midnight. Dieter helped me a
lot to broaden my horizon by giving me rich travelling opportunities.
I wish to thank my family for always having an open house for me: My mother Elisa-
beth, my dad Roland with his wife Kati and my slightly younger brothers Colin and Robin.
During my time in Munich, I was very lucky to have nice atmates: Federico Bonetti, Niko
Gorjup, Christoph Moder and Basti Muhlbauer. And the following local friends made the last
three years particularly enjoyable: Fred Beaujean, Alexander Dobrinevski, Frederike Hartmann,
Katharina Louis, Stephan Merkle, Lukas Rief and Max Schubert.
My colleagues created a great atmosphere at the MPI, I am grateful for sharing a nice time
and having refreshing discussions with Martin Ammon, Ralph Blumenhagen, Federico Bonetti,
Andreas Deser, Johanna Erdmenger, Thomas Grimm, Sebastian Halter, Daniel H artl, Johannes
Held, Stefan Hohenegger, Benjamin Jurke, Sebastian Moster, Thorsten Rahn, Felix Rennecke,
Ra aele Savelli. I am indebted to my past, present and future collaborators from whom I learned
a lot in the last three years: Vic Feng, Matthias Gaberdiel, Daniel H artl, Sven Krippendorf,
Dieter Lust, Carlos Mafra, Fernando Quevedo, Stephan Stieberger, Massimo Taronna, Tom
Taylor and Dimitrios Tsimpis.
Physics-related trips became even more enjoyable due to the company of nice people like
Martin Ammon, Tarek Anous, Johannes Br odel, Andreas Deser, Andre Fischer, Jerome Gail-
lard, Jim Halverson, Daniel H artl, Held, Benjamin Jurke, Matthias Kaminski, Denis
Klevers, Sven Krippendorf, Omega Mekareeya, Thorsten Rahn, Felix Renneke, Robert Richter,
Andreas Rodigast, Johannes Schmude, Mario Schr ock, Theo Schuster, Pol Vilaseca, Konstantin
Wiegandt and Bernhard Wurm.
I wish to thank the KITP Santa Barbara, Patrick Schreier, Uni Bonn and UCLA for hospi-
tality during the time of preparation. In particular, the KITP workshop \Harmony of Scattering
vvi
Amplitudes" created a stimulating atmosphere.
I bothered several people with my manuscript, let me thank Frederik Beaujean, Andreas
Deser, Alexander Dobrinevski, Vic Feng, Daniel H artl, Benjamin Jurke, Stefan Hohenegger,
Christoph Moder, Mario Schr ock and Stephan Stieberger for making valuable suggestions.
Special thanks go to
Sven Krippendorf for designing the Verlinde{entropy{bingo with me and to Johannes
Held for shouting his emergent \BINGO" during the game
Thorsten Rahn for all our stimulating jogging tours with inspiring conversations on the
way, and in particular for pointing out that SO(8) is the vegetarian version of SO(9) ;-)
The Kosovo team Bruno \Schluebbermann" Banani, Dominik \Dom" Dahlen, Christoph
\DIC" Deissenberger and Karl for teaching me to appreciate nerd{glasses.
Alois Kabelschacht for paying the co ee I had at the MPI and sharing his deep insights
on conformal