向形

理论物理中，向形（orientifold）是对轨形的推广，1987年由Augusto Sagnotti提出。其新颖之处在于，弦论中轨形群的非平凡元素包括弦方向的反转；因此，向形化会产生无向弦，即没有携带“箭头”的弦，其两个相反方向是等价的。第一型弦理论是最简单的例子，可通过向形化IIB型弦得到。

用数学术语来说，给定光滑流形 ${\mathcal {M}}$ ，两自由作用离散群 $G_{1},\ G_{2}$ 与世界面宇称算子 $\Omega _{p}$ （使得 $\Omega _{p}:\sigma \to 2\pi -\sigma$ ），向形便可表为商空间 ${\mathcal {M}}/(G_{1}\cup \Omega G_{2})$ 。若 $G_{2}$ 空，则商空间是轨形；若 $G_{2}$ 非空，则是向形。

在弦论的应用[编辑]

弦论中， ${\mathcal {M}}$ 是通过卷起额外维度得到的紧空间，具体说是6维卡拉比-丘流形。最简单的可行紧空间是由修改环面形成的空间。

超对称破缺[编辑]

6维空间采用卡拉比-丘形式，是为了使弦论的超对称部分破缺，以使其更符合现象。第二类弦论有32个实超荷，在6维环面上紧化后，都不会破缺。在更一般的卡拉比-丘6维流形上紧化，则会有3/4的超对称破缺，产生具有8个超荷（N=2）的4维理论。要进一步分解为现象上唯一可行的非平凡超对称（N=1），必须将一半的超对称生成子投影出来，这可通过向形投影来实现。

对场内容的影响[编辑]

除了用卡拉比-丘以突破N=2之外，还有更简单的方法：用由环面生成的轨形。这时，研究与空间相关的对称群更简单，因为空间的定义就给出了对称群。

轨形群 $G_{1}$ 仅限于能在环面格上起晶体学作用的群，^[1]即保格。 $G_{2}$ 可由对合 $\sigma$ 生成，注意不要与表示弦长度方向上位置的参数相混淆。对合以不同形式作用于全纯3形式 $\Omega$ （同样，不要与上面的宇称算子混淆），取决于所用的弦公式。^[2]

IIB型： $\sigma (\Omega )=\Omega$ 或 $\sigma (\Omega )=-\Omega$
IIA型： $\sigma (\Omega )={\bar {\Omega }}$

向形作用还原到弦向的改变的轨迹，称作向形面。对合不影响时空宏观维度，于是向形可有维度至少为3的O平面。在 $\sigma (\Omega )=\Omega$ 时，所有空间维度都可能保持不变，O9面也可能存在。I型弦论中的向形面就是时空填充O9面。更一般地说，可考虑向形Op面，维度p的计算与Dp膜类似。O面与D膜可在相同结构中使用，并通常具有彼此相反的张力。

但与D膜不同的是，O面不是动态的。它们完全由对合作用定义，而非像D膜由弦边界条件定义。计算蝌蚪约束时，要同时考虑O面和D膜。

对合也作用于复结构(1,1)形式J

IIB型： $\sigma (J)=J$
IIA型： $\sigma (J)=-J$

这样，空间参数化的模数就减少了。由于 $\sigma$ 是对合，所以特征值 $\pm 1$ 。(1,1)形式基 $\omega _{i}$ ，维数 $h^{1,1}$ （由向形上同调的霍奇菱形定义）写作：每个基形式在 $\sigma$ 下都有确定的符号。由于模 $A_{i}$ 由 $J=A_{i}\omega _{i}$ 定义，J在 $\sigma$ 下则要如上进行变换，因此只有在 $\sigma$ 下与宇称正确的2形式基元素相配的模才能存活。于是， $\sigma$ 会产生上同调的分裂： $h^{1,1}=h_{+}^{1,1}+h_{-}^{1,1}$ ，一般来说描述向形用的模数也少于描述构建向形的轨形所用的模数。^[3]要注意的是，虽然向形投影出了一半的超对称生成子，但投影出的模数则因空间而异。有时 $h^{1,1}=h_{\pm }^{1,1}$ ，即所有(1-1)形式在向形投影下都有相同的宇称。这样，不同超对称内容进入模行为的方式是通过模经历的通量相关标量势，N=1情形异于N=2。