논문제목 : 4D Gravity on a Brane in 5D Minkowski Space
저널이름 : Phys.Lett. B 485 (2000) 208-214
링크 : https://arxiv.org/pdf/hep-th/0005016.pdf
[간략한 논문 소개]
초록 : We suggest a mechanism by which four-dimensional Newtonian gravity emerges
on a 3-brane in 5D Minkowski space with an infinite size extra dimension. The
worldvolume theory gives rise to the correct 4D potential at short distances whereas
at large distances the potential is that of a 5D theory. We discuss some phenomenological
issues in this framework.
위 논문은 제가 이번에 미국 박사과정 지원 중에 관심을 가지게 되었던 논문이었습니다. 특히 위 논문저자들은 Gia Dvali, Gregory Gabadadze, Massimo Porrati 라는 뉴욕대 물리학과 교수님들입니다. 그래서 이분들을 potential advisor 로 생각하고 이번에 뉴욕대 Physics PhD 에 지원을 했습니다.ㅋㅋ 다행히 Prof. Massimo Porrati께서 저를 잘 봐주셔서 덕분에 top of waitlist for admission 에 있을 수 있게 됬는데 빨리 funding decision이 나와서 최종합격했으면 좋겠네요.
여하튼, 해당 논문얘기를 주저리 하자면, 이 연구는 DGP model 이라고도 불립니다. 특히 인용수가 Cited by 2394 records
만큼이나 되도록 엄청 유명한 논문입니다. 즉, 제가 관심을 가져볼 법 했단거죠. (이 정도로 유명했으니...)
논문을 보시다보면, 민코프스키 5차원 시공간을 베이스로 중력이론을 구축해서 4차원 brane에 살고있는 우리가 느끼는 뉴턴중력을 effective하게 얻어낸 논문입니다. 여분차원때문에 중력이 약하다! 라는 아이디어를 보여주며, 또한 그러한 여분차원은 compact 하지도, warped 하지도 않은 truly infinite extra dimension 이다 라는 의미를 가지고 있습니다. (흔히들, 끈이론에서 우리가 인지하지못하는 여분차원들을 작게 말아버리는 것이 compactification이라고 하죠..이렇게 해야 우리가 느끼지못한다! 라고 말할수있으니까요. 일단 끈이론에서는 compactification 아이디어를 주로 내세웁니다. 그런데 DGP모델에서는 반대적인 의견을 낸거죠! 사실 여분차원을 다루기에도 단순한 infinite, flat extra dimension이 간단합니다.)
그런데 특이한게, 특정한 유효거리에 따라서, 중력의 scale이 변하는 결과를 보여줍니다. 특정 유효거리보다 작은 거리에서는 일반적인 뉴턴중력 퍼텐셜(~1/r)이 구현되는데 logarithmic repulsion force를 포함한채 modified 되서 구현됩니다. 그래서 이 어브노멀한 텀을 없애야하는데 그럴라면 해당 modification을 상쇄시킬수있는 new physics가 있을수도 있다는 점을 시사합니다. (특히, 이 논문에서는 새로운 U(1) 게이지 상호작용을 도입하거나 혹은 다른 방식을 통해서 new physics를 추측할 수 있지않을까 합니다.) 반면, 유효거리보다 큰 거리에서는 중력퍼텐셜이 ~1/r^2 스케일로 변화합니다. 결과적으로, 뉴턴중력이 모든 시공간내에서 역제곱법칙이 아니라는 말이죠!!!!! 중요한 결과 ㅋㅋㅋ(근데 이 결과는 5D gravity로 쫌 유명한 결과) 따라서 저 유효거리를 알아내고, 저 구간내에서 modified 된 스케일의 중력을 측정할 수 있다면, extra dimension에 의한 effect를 phenamenological 하게 확인할 수 있다는 점을 암시합니다.
여튼 흥미로운 연구입니다.
마지막으로 정리하자면, DGP model은
"무한 여분차원 (not compact, not warped)을 이용한 중력이론으로 4D gravity(뉴턴중력) on our brane + 5D gravity를 동시 구현"
(특히 이 과정에서 new physics를 발견할 수 있는 가능성을 암시하며, 여분차원을 현상론적으로 테스트할수있는 channel를 제안한거임.) 입니다.
끝.
첫댓글 저널링크 올려요~ http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269300006699
이게 소문으로만 듣던 전설의 논문이군요. 여분의 차원이 원래는 겁나 클수도 있다...했던 그래서 중력이 작다... 이 얘기를 어디서 주워 들었었는지...여튼 논문 소개 감사^^
원래는 여분차원에 의한 중력의 weakness를 설명한게 DGP model도 있지만, warped extra dimension을 이용해서 설명한 논문도 있습니다. 이게 그 유명한 RS model 이구요. Randall & Sundrum model 입니다. 특히 Randall은 하버드/MIT 물리과 교수죠.
근데 미국가시면 구체적으로 연구하실 주제가 뭐에요?
New physics BSM 이요. 연구방식으로는 field/string-theoretical model building 이구요. 연구목표는 아직 발견되지 않은 기본적인 원리(like gauge symmetries)를 이론적으로 알아내고 향후 현상론적 실험(Collider Experiments such as the LHC of the CERN, Cosmic ray등)을 통해 테스트할 수 있는 이론적 채널을 제시하는 겁니다. 그래서 초대칭, 양자중력, 여분차원, 암흑물질, 질량생성 등 우리가 아직 규명하지 못한 주제들에 도전할 계획입니다.