| はじめに V |
| 0 素粒子、弦、そしてDブレーンへ 1 |
| 素粒子物理学の問題と弦理論 2 |
| Dブレーンとは? 7 |
| 本書の構成 12 |
| 1 ソリトンと素粒子物理学 15 |
| 1.1 ソリトンとは? 16 |
| 場の理論とソリトン 16 |
| 素粒子物理学と場の理論 19 |
| 素粒子とソリトンの違い 21 |
| 1.2 場の理論の対称性とソリトン 24 |
| 対称性の破れとタキオン・真空凝縮 24 |
| 自発的対称性の破れによるソリトンの出現 29 |
| 渦:2次元空間のソリトン 33 |
| 非可換ゲージ理論とモノポール:3次元空間のソリトン 38 |
| 1.3 ソリトンの重要性:その観測と双対性 41 |
| ソリトンを観測する:モノポールと大統一理論 41 |
| 双対性とソリトン:場の理論の困難の解決に向けて 45 |
| 2 ソリトンの次元、弦理論の次元 53 |
| 2.1 ソリトンの次元とブレーンワールド 54 |
| ソリトンと次元 54 |
| 宇宙ひも:3次元空間の渦ひも 56 |
| ブレーンワールド 58 |
| ソリトンの上に「住む」 59 |
| 2.2 弦理論における高次元時空の現れとコンパクト化 62 |
| 弦理論の種類 63 |
| 弦理論のスペクトル:われわれの世界の粒子と弦との関係 66 |
| 時空のコンパクト化 70 |
| コンパクト化と統一理論 73 |
| 3 Dブレーン 75 |
| 3.1 弦理論のソリトンはブラックホール 76 |
| 電子と電磁場、弦とテンソル場 76 |
| 弦理論の運動方程式 78 |
| ブラックホール 80 |
| 弦理論のソリトン=電荷をもったブラックブレーン 83 |
| 磁荷を持ったブラックブレーン 85 |
| 3.2 Dブレーンの登場 86 |
| Dブレーン:弦の端の乗る空間 87 |
| ブラックブレーンとDブレーン 90 |
| 弦理論のソリトンの意義:弦とDブレーンを入れ替える対称性 92 |
| 4 Dブレーンの力学 95 |
| 4.1 運動・合体するDブレーン 96 |
| 運動するDブレーン 96 |
| 合体するDブレーン 98 |
| 4.2 Dブレーン上の非可換ゲージ理論とソリトン 101 |
| 非可換ゲージ理論を生み出すDブレーン 101 |
| モノポールを見る:Dブレーンにより新ソリトンの予言 103 |
| 4.3 Dブレーンの消滅・生成とタキオン凝縮 107 |
| Dブレーン・反Dブレーンの対消滅 108 |
| Dブレーンの生成 110 |
| 交差するDブレーンの組み換え 111 |
| 5 ブレーンワールド:応用I 115 |
| さまざまなDブレーンの応用 115 |
| 「ブレーンワールド」:素粒子標準模型を越えて 116 |
| 標準模型と階層性問題 117 |
| ブレーンワールドとは 120 |
| ブラックホールを実験でつくる 123 |
| 曲がった余剰次元による階層性問題の解決 125 |
| 弦理論とブレーンワールド 128 |
| 6 高次元インフレーション宇宙論:応用II 133 |
| インフレーション宇宙論 134 |
| Dブレーンの運動とインフレーション 136 |
| インフレーションの終了とDブレーンの対消滅 137 |
| この世はなぜ4次元か? 141 |
| 7 ブラックホールのエントロピー:応用III 143 |
| ブラックホールと量子力学 144 |
| ブラックホールを表すDブレーン配置 147 |
| Dブレーンによるエントロピーの導出 149 |
| 8 ホログラフィーとQCD:応用IV 153 |
| QCDと弦理論 154 |
| トフーフトのラージIV極限:グルーオンから弦の世界膜へ 158 |
| ゲージ/重力対応:非可換ゲージ理論と重力理論の等価性 165 |
| 重力理論の有効性とラージN極限の出現 169 |
| 重力を用いたクォーク間ポテンシャルの導出 171 |
| ゲージ/重力対応における対称性の一致 173 |
| QCDの理解に向けて 175 |
| 9 究極理論の記述に向けて 181 |
| 弦理論の定義? 182 |
| Dブレーンとその次元 184 |
| M理論:11次元時空の出現 187 |
| マトリック理論:DOブレーンがつくるM理論 191 |
| 弦理論のさらなる発展、そして究極理論の構築に向けて 194 |
| 関連図書・参考文献 199 |
| 索引 203 |
