Dirichlet branes, effective actions and supersymmetry

De theoretische hoge-energiefysica houdt zich bezig met de wiskundige beschrijving van de fundamentele bouwstenen van de natuur. De gevestigde theorieën zijn het Standaard Model en de Algemene Relativiteitstheorie (ART); beide zijn zgn. quantumveldentheorieën. Het Standaard Model beschrijft alle ons bekende deeltjes en hun interacties via de elektromagnetische kracht en de sterke en zwakke kernkrachten. De ART beschrijft alleen de zwaartekracht. Bij de relatief lage energieën die deeltjesfysici in hun experimenten gebruiken werken deze quantumveldentheorieën prima. Het blijkt echter dat bij hoge energieën deze theorieën hun geldigheid verliezen en vervangen moeten worden door iets nieuws. Situaties waarin dit soort extreme energieën bereikt worden komen voor in het heelal, zoals vlak na de Oerknal of binnenin een zwart gat. De snaartheorie is de meest veelbelovende poging om een geünificeerde mathematische beschrijving te vinden van alle materie en alle vier natuurkrachten die geldig is bij arbitrair hoge energieën. Waar binnen quantumveldentheorieën deeltjes wiskundig gemodelleerd worden als 0-dimensionale objecten (d.w.z. oneindig kleine puntjes), zijn deeltjes in snaartheorie verschillende trillingstoestanden van één onderliggend 1-dimensionaal object (d.w.z. een snaar). Snaartheorie is werk in uitvoering: de theorie is verre van volledig begrepen. In de afgelopen tien jaar is duidelijk geworden dat naast de 1-dimensionale snaren ook hoger-dimensionale objecten, de zogenaamde branen, een belangrijke rol spelen. Een belangrijke klasse vormen de zogenaamde Dirichlet branen. Deze gedragen zich als zwarte gaten, maar vertonen in groepen exotisch gedrag. Een belangrijk gereedschap om deze branen te bestuderen is hun beschrijving in termen van een quantumveldentheorie bij lage energieën. In mijn promotieonderzoek heb ik met behulp van verschillende technieken, die ik in detail beschrijf in mijn proefschrift, vooralsnog onbekende bijdragen aan deze effectieve veldentheorieën geconstrueerd