以下部分参考/照搬自2008 Fall MIT的Graduate course: String theory的lecture note。- D膜是开弦终止的子空间,命名规则是Dp-brane有p个空间维度。
- 轻的开弦(最低能级的振动态)localize在一张膜上,代表膜的涨落
- 膜携带RR电荷(该电荷使得满足狄拉克量子化条件;由于同时存在电荷与磁荷,此条件必不可少)。通过计算D膜发出RR规范玻色子的振幅可验证此现象,其世界面描述如图所示。
来自 N张重合 D-brane 对几何的反作用由爱因斯坦方程决定。
这就是't Hooft coupling。其中我们用到了一个事实当lambda很小时,几何反作用可以忽略,物理由以下两部分描述:时空到处由真空激发的闭弦和膜上的开弦(膜的激发)。
背景时空近似为平直时空。
当 lambda很大时,D-brane 会在引力作用下坍缩成一个 RR 孤子(即具有相同 RR 电荷的黑洞)。当 p>0时,这个“黑洞”并非点状粒子,而是在 p个空间方向上延展的对象。
整个时空中的闭弦(它们是空的空间的激发)
局域在 brane 上的开弦(其低能有效理论为 Yang–Mills 加上 \alpha'修正),这些是 brane 本身的激发
接下来我们集中在D3膜。
这个膜会填充3+1维空间。我们可以把膜放置在其他六个维度y_i=0的位置。也就是这个R^{3,1}空间在横向的R^6空间中的点上。
设
是到膜的距离
有膜存在时,度规是
其中
当r趋于无穷,H(r)趋于1,而L像ADM质量一样。
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Arnowitt–Deser–Misner质量,概括来说是由度规在无穷远处偏离平直时空的1/r^{d-3}的系数定义的
由于D3-brane是C_4的电源,因此其场强F_5=d C_4在包围brane的五维球面上有非0通量,高斯定律
这个度规解看起来像RN黑洞一样(带质量、电荷的静态球对称黑洞),如图
在r很大的地方,H(r)=1,这个解表现为渐进R^{9,1}空间。靠近视界这是一个喉管(throat)几何。无论在喉管中走到多深,S^5的部分半径依然是L,而径向长度无限:r趋于0的时候发散。因此看起来像一根半径固定的管道。因此,紧邻膜的超低能激发态无法逃逸势阱,而来自无穷远的物质也无法进入。膜的吸收截面(从无穷远射向 D-brane 的一个入射波,有多大“有效面积”会被膜吸收)可计算为上述结论还可通过另一种方式得出:当 ω 较低时,激发波长会过大,无法适应固定尺寸的喉部结构。
为什么说“波长太长塞不进喉管”是合理的?因为喉管有一个固定的横向尺度:在近区 S^5 的半径就是 L。任何波要进入喉管并在角向方向形成一个可传播的模式,需要满足某种“横向量子化/横向动量”的匹配。粗略说,横向最低模的特征尺度就是 1/L。当
时,波的变化太慢,无法在横向方向“装下一个完整的振荡结构”,结果在喉管入口处表现为强反射,只能以很小的透射系数“隧穿”进去。
同一个 D3-brane 体系,在低能极限下会自然分裂成“一个公共的自由闭弦部分 + 一个与 brane 有关的非平凡部分”,而当你在强耦合和弱耦合两个极端分别描述这个非平凡部分时,得到的正好是 AdS_5\times S^5 上的 IIB 弦论和 4D \mathcal N=4 SU(N) Yang–Mills 理论,这就是 AdS/CFT 对偶的物理来源。