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arXiv 2205.02605hep-phhep-exhep-th
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轴子的电磁耦合

Electromagnetic Couplings of Axions

Anton V. Sokolov, Andreas Ringwald

备注：
50 pages, 1 table, 1 figure
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AI总结：

该研究反驳了轴子-光子耦合量子化及磁单极子使轴子获质量的传统观点，指出耦合可由未知Wilson系数主导，修正了轴子电动力学并为实验提供新方向，还提出类轴子粒子探测可佐证磁荷物质存在。

摘要：

我们证明，与现有文献中的论断相反，轴子-光子耦合的主要贡献无需以与$e^2$成正比的单位量子化。我们具体讨论了该量子化论证中的一处漏洞，并给出了明确的反例。据此，我们构建了通用的轴子-光子有效拉格朗日量，发现轴子-光子耦合可能由此前未知的Wilson系数主导。我们表明，这一结果意味着传统轴子电动力学需作出重大修正，并为轴子实验设定了新的目标。我们理论分析的核心是对轴子与磁单极子之间相互作用的批判性重新检验。我们证明，与文献中的主张相反，磁单极子不一定会使轴子获得质量。此外，我们发现未来若探测到具有特定参数的轴子或类轴子粒子，可作为磁荷物质存在的证据。

英文摘要：

We show that, contrary to assertions in the literature, the main contribution to the axion-photon coupling need not be quantized in the units proportional to $e^2$. In particular, we discuss a loophole in the argument for this quantization and then provide explicit counterexamples. Hence, we construct a generic axion-photon effective Lagrangian and find that the axion-photon coupling may be dominated by previously unknown Wilson coefficients. We show that this result implies a significant modification of conventional axion electrodynamics and sets new targets for axion experiments. At the core of our theoretical analysis lies a critical reexamination of the interactions between axions and magnetic monopoles. We show that, contrary to claims in the literature, magnetic monopoles need not give mass to axions. Moreover, we find that a future detection of an axion or axion-like particle with certain parameters can serve as evidence for the existence of magnetically charged matter.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

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