Originally posted by selfAdjoint
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http://arxiv.org/abs/hep-th/0307252
Well here is the table of contents.
1 Introduction 1
1.1 The quest for the Standard Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Dualities and D-branes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 Intersecting brane worlds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2 Branes intersecting at angles 11
2.1 Flat intersecting D-branes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2 T-dual picture: D-branes with magnetic fluxes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3 Toroidal and orbifold compactifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4 Orientifold compactifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.5 General intersecting D-branes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3 Eective theory spectrum 27
3.1 Closed string spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.1.1 Toroidal case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.1.2 Orbifold case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.1.3 Orientifold case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2 Open string spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2.1 Toroidal case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2.2 Orbifold case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.2.3 Orientifold case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3 Intermediate spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.3.1 DaDa sector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.3.2 DaDb sector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.3.3 Extra massless states . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4 RR tadpoles and anomalies 45
4.1 Tadpoles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.1.1 Toroidal case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.1.2 Orbifold case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
i
ii CONTENTS
4.1.3 Orientifold case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.2 Anomalies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.2.1 Cubic non-Abelian anomalies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.2.2 Mixed and cubic U(1) anomalies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.2.3 Massive U(1)’s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5 Looking for the Standard Model 65
5.1 The Standard Model intersection numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.2 D6-brane models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
5.2.1 Massive U(1)’s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.2.2 Absence of tachyons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
5.2.3 The Higgs sector and electroweak symmetry breaking . . . . . . . . . . . . . . 74
5.2.4 Yukawas and gauge coupling constants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5.3 D5-brane models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5.3.1 D5 Standard Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.3.2 D5 Left-Right Symmetric Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.3.3 Some extra D5-brane SM models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.3.4 Low-energy spectrum beyond the SM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.3.5 Lowering the string scale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
5.4 D4-brane models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
6 Supersymmetry and calibrations 97
6.1 Supersymmetries on T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
6.2 Calabi-Yau and Special Lagrangian geometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
6.2.1 The six-torus revisited . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
6.2.2 Orientifolded geometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
6.3 Some applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
6.4 An MSSM-like example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
7 Yukawa couplings 111
7.1 Intersecting brane models and Yukawa couplings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
7.1.1 The role of worldsheet instantons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
7.1.2 Yukawa couplings in intersecting D-brane models . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
7.2 The general form of Yukawa couplings in toroidal models . . . . . . . . . . . . . . . . 117
7.2.1 Computing Yukawas on a T 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
7.2.2 Higher dimensional tori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
7.2.3 Physical interpretation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
7.3 Yukawa couplings in the MSSM-like example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
7.4 Extension to elliptic fibrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
CONTENTS iii
7.5 Yukawa versus Fukaya . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
8 Conclusions 137
A Q-basis formalism 141
A.1 General properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
A.2 D6-branes on T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
A.3 D5-branes on T 4 × C/ZN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
A.4 D4-branes on T 2 × C2/ZN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
B K-theory constraints 147
C Higher dimensional holomorphic discs 151