Quantum cosmology at finite temperature in superstring theory - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2012

Quantum cosmology at finite temperature in superstring theory

Cosmologie quantique à température finie en théorie des supercordes

(1)
1
Lihui Liu
  • Function : Author
  • PersonId : 930257

Abstract

We study cosmology induced by an ideal superstring gas at finite temperature. The thermal/quantum effects of the string gas generate a nontrivial effective potential at one-loop level. At certain points in the moduli space where generically massive states become massless, the effective potential develops local minima. The latter serve as moduli attractors, which induce time-dependent scalar masses decreasing in cosmological time. As a result, the coherent scalar oscillations dilute before nucleosynthesis, and the cosmological moduli problem is avoided. In particular, we study moduli stabilization in the cases of cosmology induced by i) a maximally supersymmetric heterotic string gas; ii) a gas of type II string compactified on Calabi-Yau three-folds. In case i), the local minima of the potential arise at enhanced gauge symmetry points, which can stabilize all moduli but the dilaton. In case ii), local minima of the effective potential are reached at the loci where 2-spheres or 3-spheres in the Calabi-Yau space shrink to zero size, giving rise to either conifold transitions or non Abelian gauge symmetries. Extra massless states are induced by D-brane wrapping the shrinking spheres, and the stabilized moduli are those controlling the volume of those spheres. In addition, in the two cases we also study respectively the type I dual theory which is maximally supersymmetric and the heterotic dual theory compactified on K3xT2. We show that dual moduli can be stabilized by novel non-perturbative effects implied by duality maps.
On étudie la cosmologie induite par un gaz parfait de supercordes à température finie. Les effets thermaux et quantiques du gaz de cordes génèrent un potentiel effectif au niveau d'une boucle. A certains points dans l'espace de modules où les masses des états génériquement massifs s'annulent, le potentiel effectif atteint des minima locaux. Les modules qui y sont attirés prennent des masses qui diminuent avec le temps, ce qui permet aux oscillations cohérentes des modules d'être diluées avant la nucléosynthèse. Ainsi le modèle ne rencontre pas le problème des modules cosmologiques. En particulier, on étudie la stabilisation des modules pour la cosmologie induite par i) un gaz de cordes hétérotiques maximalement supersymétriques, ii) un gaz de cordes de type II compactifiées sur un espace de Calabi-Yau de dimension complexe 3. Dans le 1er cas, les minima locaux du potentiel effectif apparaissent aux points de symétries de jauge étendues. Ceux-ci stabilisent tous les modules sauf le dilaton. Dans le 2ème cas, les minima locaux du potentiel effectif sont atteints où des 2- ou 3-sphères dans l'espace de Calabi-Yau s'évanouissent, produisant une transition conifold ou une extension du groupe non Abelien de jauge. Les états non massifs supplémentaires sont engendrés par des D-branes s'enroulant sur les sphères qui s'évanouissent et les modules stabilisés sont ceux qui contrôlent les volumes de ces sphères. Pour les deux cas, on étudie aussi respectivement les théories duales de type I maximalement supersymétrique et hétérotique compactifiée sur K3xT2. On trouve que les modules duaux sont stabilisés par des effets non perturbatifs impliqués par les dualités concernées.
Fichier principal
Vignette du fichier
Thesis_LIU.pdf (2.57 Mo) Télécharger le fichier

Dates and versions

pastel-00733052 , version 1 (17-09-2012)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00733052 , version 1

Cite

Lihui Liu. Quantum cosmology at finite temperature in superstring theory. High Energy Physics - Theory [hep-th]. Ecole Polytechnique X, 2012. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00733052⟩
316 View
402 Download

Share

Gmail Facebook Twitter LinkedIn More