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在[[粒子物理学]]中，'''胀子'''（{{Lang-en|Dilaton}}）是[[维度|额外维度]]理论中当允许[[紧致化]]的维度的体积变化时出现的一种假想粒子。它所出现的形式，例如作为[[卡鲁扎-克莱因理论]]中[[紧致化]]的维度中的[[引力标量子]]。它是一个总是伴随着重力的标量场Φ的粒子。作为比较，在布兰斯迪克配方中的[[广义相对论]]、[[万有引力常数]]或等价（通过自然单位）中，[[普朗克质量]]是常数。如果代替这个常数、标量场和使用的动力学场，则与[[引力]]所对应的由此产生的粒子是胀子。<ref name="book">[https://books.google.com/books?id=HDmucsxABzYC&printsec=frontcover&dq=Gravity+and+Strings&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwidtqq1v87VAhWDJVAKHZTdBYUQ6AEIKDAA#v=onepage&q=Gravity%20and%20Strings&f=false ''Gravity and Strings'', By Tomás Ortín, p. 349-367]</ref>

== 解释 ==
在[[卡鲁扎-克莱因理论]]中，在[[降维（物理学）|降维]]之后，有效的普朗克质量随着被压缩的空间的体积的一些能量而变化。这就是为什么在低维空间[[有效理论]]中体积变化可以产生胀子。

虽然[[弦理论]]自然地结合了[[卡鲁扎-克莱因理论]]（首先引入了胀子），但是[[第一型弦理论]]，[[第二型弦理论]]和[[混合弦理论]]等[[摄动理论 (量子力学)|摄动弦理论]]在10维空间里已经包含了最大数量的胀子。然而，另一方面，11维度的M-理论在其频谱中不包括胀子，除非维度是[[紧致化]]的。事实上，[[第二型弦理论]]中的胀子实际上是在一个圈上紧致化的M-理论中的[[引力标量子]]，而E8 × E8弦理论中的胀子是Hořava-Witten模型的引力标量子。<ref name="book"/>（关于胀子的M-理论起源的更多内容，见<ref>David S. Berman, Malcolm J. Perry (2006), [http://arxiv.org/abs/hep-th/0601141 "M-theory and the string genus expansion"] {{Wayback|url=http://arxiv.org/abs/hep-th/0601141 |date=20200807214040 }}</ref>）。

在[[弦理论]]中，在[[世界面]]CFT（二维共形场理论）中也有一个胀子。其真空期望值的指数确定耦合常数g，为紧凑的[[世界面]]通过[[高斯-博内定理]]和[[欧拉示性数]]χ = 2 − 2g作为∫R = 2πχ，其中g是对手柄数进行计数的属性，因此由特定世界面描述环或弦交互的数量。

:<math>g = \exp(\langle \phi \rangle)</math><ref>[https://books.google.com/books?id=Xge0hg_AIIYC&printsec=frontcover&dq=Dark+Energy:+Theory+and+Observations&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwiTiMySv87VAhVBYlAKHUkFChUQ6AEIKDAA#v=onepage&q=Dark%20Energy%3A%20Theory%20and%20Observations&f=false ''Dark Energy: Theory and Observations'',By Luca Amendola, Shinji Tsujikawa, p. 161]</ref>

因此，耦合常数是弦理论中的动力学变量，与[[量子场论]]中的常数不同。只要超对称是不间断的，这样的标量场可以取任意值（它们是[[模数]]）。然而，[[超对称破缺]]通常会为标量场产生一个势能，并且标量场定位在一个最小值附近，在[[弦理论]]中其位置在原则上可以计算。

胀子类似于[[布兰斯 - 迪克理论|布兰斯 - 迪克]]标量，有效的[[普朗克长度]]取决于弦的尺度和胀子场。

在超对称中，胀子的[[超对称粒子]]称为胀微子（dilatino），胀子与[[轴子]]结合形成复杂的标量场。

== 胀子作用量 ==
胀子重力的作用量是：
:<math>\int d^Dx \sqrt{-g} \left[ \frac{1}{2\kappa} \left( \Phi R - \omega\left[ \Phi \right]\frac{g^{\mu\nu}\partial_\mu \Phi \partial_\nu \Phi}{\Phi} \right) - V[\Phi] \right]</math>.<ref>{{Cite web |url=https://arxiv.org/abs/1304.7743 |title=Dilaton Quantum Gravity |access-date=2017-08-11 |archive-date=2020-08-12 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200812191924/https://arxiv.org/abs/1304.7743 }}</ref><ref>{{Cite web |url=https://arxiv.org/abs/hep-th/0204253 |title=Dilaton Gravity in Two Dimensions |access-date=2017-08-11 |archive-date=2021-05-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210506160043/http://arxiv.org/abs/hep-th/0204253 }}</ref><ref>{{Cite web |url=https://arxiv.org/abs/hep-th/9307095 |title=A geometrical action for dilaton gravity |access-date=2017-08-11 |archive-date=2017-08-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170811143241/https://arxiv.org/abs/hep-th/9307095 }}</ref>

这比真空中的布兰斯 - 迪克理论更为普遍，因为有胀子势能。

== 参见 ==
*[[CGHS模型]]
*[[R=T模型]]
*[[量子引力]]

== 注释 ==
{{Reflist}}

== 参考资料 ==
* {{cite journal |first=Y. |last=Fujii |title=Mass of the dilaton and the cosmological constant |journal=[[Progress of Theoretical Physics|Prog. Theor. Phys.]] |volume=110 |issue=3 |year=2003 |pages=433–439 |doi=10.1143/PTP.110.433 |arxiv=gr-qc/0212030 |bibcode=2003PThPh.110..433F}}
* {{cite journal |first=M. |last=Hayashi |first2=T. |last2=Watanabe |first3=I. |last3=Aizawa |lastauthoramp=yes |first4=K. |last4=Aketo |title=Dilatonic Inflation and SUSY Breaking in String-inspired Supergravity |journal=Modern Physics Letters A |volume=18 |issue=39 |year=2003 |pages=2785–2793 |doi=10.1142/S0217732303012465 |arxiv=hep-ph/0303029 |bibcode=2003MPLA...18.2785H}}
* {{cite journal |first=F. |last=Alvarenge |first2=A. |last2=Batista |lastauthoramp=yes |first3=J. |last3=Fabris |title=Does Quantum Cosmology Predict a Constant Dilatonic Field |journal=[[International Journal of Modern Physics]] D |volume=14 |issue=2 |year=2005 |pages=291–307 |doi=10.1142/S0218271805005955 |arxiv=gr-qc/0404034 |bibcode=2005IJMPD..14..291A}}
* {{cite arXiv|first=H. |last=Lu |first2=Z. |last2=Huang |first3=W. |last3=Fang |lastauthoramp=yes |first4=K. |last4=Zhang |title=Dark Energy and Dilaton Cosmology |class=hep-th |eprint=hep-th/0409309 |year=2004}}
* {{cite book |first=Paul S. |last=Wesson |title=Space-Time-Matter, Modern Kaluza-Klein Theory |url=https://archive.org/details/spacetimematterm0000wess |year=1999 |publisher=World Scientific |location=Singapore |isbn=981-02-3588-7 |page=[https://archive.org/details/spacetimematterm0000wess/page/n42 31]}}

{{粒子}}
{{重力理論|selected=GR alternatives}}

[[Category:假想基本粒子]]
[[Category:弦理论]]
[[Category:超对称]]