第6章　弦理论中的世界片超对称

第4章和第5章中描绘的玻色弦理论，尽管有迷人的外表，但是仍存在许多缺点，其中最明显的是费米子缺席，以及不可能存在的超光子出现了。在黑格斯理论中存在某个另外的稳态真空不会产生超光子。尽管考虑了多年，但是这至今仍是一个猜想。克服缺点另一个可行的方法就是制定另外的弦理论替代现有理论，目前已经取得许多成果，包括引入了沿弦传播方向的内部自由度。

黑格斯理论的核心是黑格斯机制。在量子场论中曾经存在一个重要难题：真空对称性的自发破缺。为解释这一难题，1964年黑格斯在Physics Letters上发表了论文Broken Symmetries,massless particles and gauge fields，提出了黑格斯机制，认为存在一种标量场，即黑格斯场，它能提供势能，与传递弱相互作用的玻色子相互作用，并且预言了存在一种玻色子，即黑格斯粒子，它能使Z粒子和粒子获得质量。具体地，描述黑格斯场的拉格朗日量为

式中，

当时，可得真空对称性的自发破缺，标量场ϕ得到一个不等于零的真空期望值（VEV），，规范粒子的质量为

2012年黑格斯通过实验找到了黑格斯粒子存在的证据，2013年黑格斯获得了诺贝尔物理奖。黑格斯机制表明零质量玻色子转变为有质量费米子的过程是，对应于每一种规范对称性都存在一个自旋为1的零质量玻色子（规范粒子），当黑格斯机制使规范对称性破缺时，黑格斯粒子就减少一种，而那个自旋为1的零质量粒子从无质量粒子转变为有质量粒子。

现在回到对世界片超对称的描述，这里的超对称与费米子伙伴粒子的时空坐标有关。后来是两分量世界片旋量。我们将论证当N=1时的作用量原理，即当N=1时，在一个自洽的临界维数D=10的弦理论中，超对称出现。D=10的超对称截断频谱由Gazillion、Schedar和Olive根据边界条件选择一两个马约拉纳-外尔超荷（N=1或者N=2）给出。

由于N=1世界片超对称的引入引出了大量迷人的结构，我们自然会考虑超对称的推广。在6.5节中我们将证明当N=2时世界片超对称性会导致一种具有临界维数D=2的弦理论。以N=4开始的超对称会导致更加令人失望的结果：出现负临界维数。

为了得出源于观察的新的弦理论，可做一种假设，即左-动模和右-动模能够独立地引入到自洽的闭弦理论中，我们可对它们中的每一个使用不同的方案，如对右-动模使用D=10维超弦，而对左-动模使用D=26维玻色弦。