量子引力中的涌现猜想与物种尺度

在量子引力（QG）的涌现猜想中，推测所有轻粒子动能项在基础 UV 理论中均不存在，而是由 IR 的量子修正生成。已有论证表明，这或许能为弱引力猜想（WGC）和距离猜想（SDC）提供一些微观理解。本文中，我们迈出了在弦论背景下系统研究涌现的第一步。我们强调了物种尺度在任何与引力耦合的有效场论（EFT）中的关键作用，并讨论了其在弦论及具有轻态塔的一般系统中的计算。随后引入涌现的概念，并展示模量、规范玻色子与费米子的动能项如何生成。单圈计算在涌现中起重要作用，因此我们给出了 $d$ 时空维度下标量、矢量与费米子波函数重整化的详细计算。我们在若干弦论真空（包括 IIA 型弦论紧致化于 CY$_3$ 上得到的 4d $\mathcal{N}=2$ 理论，其中强耦合处的塔由 D0 与（包裹的）D2-膜构成）中拓展并检验了涌现猜想，并阐述了瞬子修正如何契合涌现图像。我们还讨论了高维例子，包括 F-/M-理论紧致化于椭圆 CY$_3$ 或 $K3$ 曲面得到的 6d 与 7d 模型。我们也考虑 10d 弦论并细致研究了 IIA 型中的涌现机制。我们还通过分析向 M-理论对应的解紧致化极限，展示了 4d 通量势如何由涌现法则得到。我们发现对偶 3-形式场所需的动能项可在积掉大量引力微子（及玻色超伴子）塔后产生。我们的分析支持了涌现猜想，以及无限距离奇点可作为 QG 中本征 IR 现象出现的观点。