Дилатон у фізиці елементарних частинок гіпотетична елементарна частинка що виникає у багатовимірних теоріях поля у яких

Дилатон — у фізиці елементарних частинок — гіпотетична елементарна частинка, що виникає у багатовимірних теоріях поля, у яких об'єм компактифікованих вимірів змінюється. Вперше дилатон був введений у теорії компактифікації додаткових вимірів Калуци-Клейна. Це частинка скалярного поля Ф, що супроводжує гравітаційне. Дана фізична величина відповідає константі Ньютона або планківській масі у загальній теорії відносності. Дилатон є результатом узагальнення цієї константи на випадок динамічного поля.

У теоріях Калуци-Клейна після зведення розмірностей ефективна маса Планка змінюється як деякий показник об'єму компактифікованого простору. Хоча теорія струн природно включає теорію Калуци-Клейна, пертурбативні теорії струн, такі як теорія струн типу І, типу ІІ і гетеротична теорія струн, вже містять дилатон у просторі найбільшої розмірності — 10-вимірному. Однак з іншого боку М-теорія у 11 вимірах не включає дилатон до спектру частинок, якщо просторові виміри не компактифіковані. Насправді дилатон у теорії струн типу ІІА є радіоном М-теорії, що компактифікований на коло, тоді як дилатон у теорії струн Е8хЕ8 є радіоном моделі Горави-Віттена.

Також у теорії струн є дилатон на світовій поверхні конформної теорії поля. Експонента від його вакуумного очікуваного визначає константу зв'язку g. Відповідно до теореми Гаусса-Бонне для компактних світових поверхонь виконується співвідношення ∫R = 2πχ з характеристикою Ейлера χ = 2 − 2g. Тут g є генус-параметром, що визначає кількість топологічних ручок, а отже і кількість петель у струнних взаємодіях на даній світовій поверхні.

g = exp ⁡ ( <  $\phi$  > )

Таким чином у теорії струн константа взаємодії є динамічною змінною на відміну від квантової теорії поля, де вона є справжньою константою. Допоки суперсиметрія не порушена, дилатонні скалярні поля мають фіксовані значення (вони є полями типу модулів). Однак порушення суперсиметрії зазвичай надає потенціальну енергію скалярним полям і тому вони локалізуються поблизу деякого мінімуму, положення якого в принципі може бути обчислене у теорії струн.

Дилатон діє як скаляр Бранса-Дікке, так що ефективний планківський масштаб залежить і від струнного масштабу і від дилатонного поля.

У теорії суперсиметрії суперпартнер дилатона називається дилатіно. У цій теорії дилатон комбінується з аксіоном і формує комплексне скалярне поле.

Джерела

arXiv.org Y. Fujii, «Mass of the dilaton and the cosmological constant». http://arxiv.org/abs/gr-qc/0212030 [ 21 січня 2022 у Wayback Machine.].
arXiv.org M. Hayashi, T. Watanabe, I. Aizawa and K. Aketo, «Dilatonic Inflation and SUSY Breaking in String-inspired Supergravity». http://arxiv.org/abs/hep-ph/0303029 [ 26 липня 2020 у Wayback Machine.].
arXiv.org F. Alvarenge, A. Batista and J. Fabris, «Does Quantum Cosmology Predict a Constant Dilatonic Field». http://arxiv.org/abs/gr-qc/0404034 [ 18 вересня 2021 у Wayback Machine.].
arXiv.org H. Lu, Z. Huang, W. Fang and K. Zhang, «Dark Energy and Dilaton Cosmology». http://arxiv.org/abs/hep-th/0409309 [ 26 березня 2022 у Wayback Machine.].