Heavy Axion from a Confining Mirror GUT
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Cornell University（康奈尔大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
提出利用镜像对称和大统一理论解决强CP问题的新框架，通过禁闭产生可计算的重轴子质量，避免精细调节，并允许未来实验可测的电偶极矩。
2026-05-27 hep-ph hep-th
Axion couplings in Orbifold GUTs
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of Oxford（牛津大学）；Harvard University（哈佛大学）；CERN（欧洲核子研究中心）
研究了Orbifold GUTs中轴子与光子的耦合特性，发现其耦合比值低于QCD轴子值，且边界轴子因非抑制瞬子获得大质量。
2026-10-06 hep-ph hep-th
Testable Inverse Seesaw Motivated from a High Quality QCD Axion
Kavli IPMU (WPI), UTIAS, University of Tokyo（东京大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）
本文提出通过规范离散对称$\mathbb Z_4 \times \mathbb Z_3$产生高质量QCD轴子，解决强CP问题并实现自然逆锯齿机制，同时提供暗物质候选和宇宙质子不对称性生成机制。
2025-12-15 hep-ph
Viable and testable SUSY GUTs with Yukawa unification: the case of split trilinears
我们探索一般的超对称大统一模型与确切的第三代汤川统一，但在大统一尺度的通用软条款的要求是放松。我们考虑的情况下，打破普遍性继承汤川耦合，即最小的味道违反（MFV）类型。特别地，MFV原理允许向上型和向下型软三线性耦合之间的分离。我们探索的可行性，这种三线性分裂的情况下，通过一个拟合程序，以电弱观测，夸克质量以及口味变化的中性电流过程。现象学的可行性提出了一个主要的设想。这种情况的特点是三线性软项和大mu项之间的相当大的分裂。值得注意的是，这种情况并不像普适软项那样引起超粒子谱的部分退耦，而是要求部分谱，特别是最轻的停止点、胶子、最轻的电荷伴子和中性伴子，非常接近当前的实验极限。上述机制主要是由对mb的负的、相当大的SUSY阈值校正的要求与在存在各种其他约束（最显著的是成功的EWSB和不太大的BR（Bs --> mu^+ mu^-））的情况下对B --> Xs伽马衰减速率的可忽略的修改之间的非平凡的相互作用触发的。我们提出了一个模型建设的解释，我们讨论的情况下，并强调超对称性光谱测定在大型强子对撞机的关键作用，无论是伪造汤川统一或提供重要的提示超对称性打破工作的机制。
2009-10-21 hep-ph
Proton Decay and Axion Dark Matter in SO(10) Grand Unification via Minimal Left-Right Symmetry
我们研究了$SO(10)$大统一理论中质子的寿命，该理论在大统一理论尺度下具有左右对称的规范理论。特别是，我们专注于最小的模型，没有双二重态希格斯场的LR对称模型，它预测LR破缺标度在$10^{10\text{--}12}$ GeV左右。质子衰变算子的Wilson系数比最小$SU(5)$ GUT模型的Wilson系数大得多，特别是当标准模型Yukawa相互作用是通过积分出额外的矢量多重态而产生的时候。结果表明，即使GUT规范玻色子质量在$10^{16\text{--}17}$ GeV的范围内，质子寿命也在超神冈实验的范围之内.我们还表明，额外的矢量多重态的质量可以产生的Peccei-Quinn对称性破缺在一个一致的方式与轴子暗物质的情况。
2020-01-30 hep-ph
Axion properties in GUTs
我们总结了最近的研究，现实的非超对称大统一理论（GUTs）扩展与全球$U(1)_{\rm PQ}$对称性，以适应强CP问题的轴子解决方案。除了解决CP问题和统一SM的规范结构外，这些模型还可以产生真实的光谱和混合，包括中微子质量，并允许一致的宇宙学历史来解释暴胀，暗物质和重子生成。在我们对$SO(10)$和$SU(5)$理论的研究中，我们根据相关的阈值尺度确定了轴子的质量和耦合，并评估了前者如何受到规范耦合统一、质子衰变搜索和对撞机边界要求的约束。轴子的质量对于大统一体尺度的轴子来说是相当有限的，特别是在$SU(5)$的情况下，并且可以通过即将到来的暗物质实验来探测，例如ABRACADABRA和CASPEr-Electric。
2018-11-28 hep-ex hep-ph
Enhanced axion-photon coupling in GUT with hidden photon
我们证明了在具有单个Peccei-Quinn场的简单模型中，如果规范耦合统一是通过超荷和未破缺的U（1）$_H$之间的大动力学混合$χ= {\cal O}(0.1)$来实现的，那么轴子与光子的耦合可以得到增强.关键的观测结果是，U（1）$_H$规范耦合应该相当强，才能引起如此大的动力学混合，导致隐藏物质场对电磁异常的贡献增强。我们发现，相对于具有$E/N = 8/3$的GUT-轴子模型，轴子-光子耦合增强了约10-100倍。
2018-01-31 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Axion in the minimal SO(10) GUT
该论文在最小超对称SO(10)大统一理论中研究QCD轴子，将特定希格斯场VEV相位差识别为轴子，并利用混合暴胀和Lazarides-Shafi机制解决畴壁问题，同时自然限制为三代费米子。
2025-10-27 hep-ph
GUT monopoles, the Witten effect and QCD axion phenomenology
单独来看，磁单极子和轴子都是物理学中超越标准模型的有充分动机的方面。我们证明，凭借威滕效应，它们之间的相互作用是非平凡的;单极明确地打破了相应的轴对称性，并导致缺乏通常的瞬子衍生指数抑制因子的轴子势。由于轴子以其极弱的相互作用弱相互作用为特征，因此任何增强其效应的区域都可能令人感兴趣。作为这些发现的一个应用，我们证明了在早期宇宙中一个现象学上可接受的大统一单极子种群可以有效地抑制QCD轴子暗物质丰度和CMB等曲率贡献。
2017-11-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Fermion mass, Axion dark matter, and Leptogenesis in SO(10) GUT
本研究针对最小参数SO(10)大统一理论中费米子质量与混合的观测张力，通过引入基础表示费米子和旋量表示标量扩展框架，既实现Peccei-Quinn对称性、拟合费米子质谱，又解释轴子暗物质与宇宙正反物质不对称。
2024-03-07 hep-ph
An Extra-Dimensional Axion in a 5D Warped Orbifold GUT
William I. Fine Theoretical Physics Institute, School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院威廉·I·芬理论物理研究所）；School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院）
该研究探讨了五维弯曲轨道GUT中轴子衰变常数的可行范围，发现其在普朗克尺度附近可保持扰动性，从而自然容纳高质量QCD轴子。
2025-12-17 hep-ph hep-th
Hadrophobic Axion from GUT
基于 $SU(5)\ imes U(1)_{\ m PQ}$ 大统一理论提出一种新型强子避性与避电性轴子模型，利用同位旋对称性解决强 CP 问题，并可作为暴胀子与暗物质，为 GUT 和味道起源提供实验探针。
2024-02-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark Matter as Ultralight Axion-Like particle in $E_6 \times U(1)_X$ GUT with QCD Axion
类轴子场是由普朗克尺度下一个或多个反常规范阿贝尔对称性的反常抵消机制自然产生的，它是从弦理论的无质量玻色子扇区中出现的一种二形式的反常抵消。这暗示了在场论水平上的格林-施瓦茨反常抵消机制的类比，其结果是一个或多个施图克尔伯格伪标量。在单一斯图克尔伯格赝标量$b$的情况下，早期宇宙在大统一尺度下相变时的真空错位为$b$的一个组成部分提供了一个小质量--由于周期势的瞬子抑制--表示为$χ$，并被称为“axi-Higgs”，这是一种物理上的轴子状粒子。轴-希格斯粒子通过Wess-Zumino项与规范扇区的耦合被普朗克质量所抑制，这保证了它的解耦，而它的失准角与$M_{GUT}$有关。我们建立了一个具有反常$U(1)$的规范$E_6\times U(1)$模型。它包含了一个自动的不可见的QCD轴子和一个超轻的axi-Higgs。模型中存在的不可见轴子解决了强CP问题，其质量在常规范围内，而可以充当暗物质的轴子-希格斯粒子足够轻（$10^{-22} \textrm{ eV} < m_χ < 10^{-20} \textrm{ eV}$），可以解决其他冷暗物质候选者所面临的短距离问题。
2018-05-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A Predictive and Testable Unified Theory of Fermion Masses, Mixing and Leptogenesis
本文考虑一个非超对称的最小$SO(10)$大统一理论模型，它能再现标准模型中观测到的费米子质量和混合参数。我们用双圈重整化群方程计算了从大统一理论到标准模型规范群的自发对称性破缺的尺度。这个过程确定质子衰变率和$U(1)_{B-L}$破裂的尺度，产生宇宙弦和右手中微子质量尺度。因此，热leptogenesis是可行的参数空间的区域被确定和相关的费米子质量和混合，中微子双β衰变率，质子衰变率，和引力波信号产生的网络的宇宙弦。我们表明，这个框架，它可以解释标准模型费米子质量和混合和观察到的重子不对称性，将受到下一代引力波探测器和中微子振荡实验，这也将限制质子寿命的高度约束。
2023-01-28 hep-ph
Unificaxion
暗物质、规范耦合统一和强CP问题在轴子模型中找到了一个共同而简单的解决方案（在缺乏自然性的情况下）。我们表明，这样的解决方案，即使没有指定的模型实现的细节，使可测试的预测实验测量的轴子参数：轴子质量及其耦合到光子。
2012-04-24 hep-ph
Testing F-theory GUTs with the Axiverse
Harvard University（哈佛大学）；CERN（欧洲核子研究中心）；Universität Hamburg（汉堡大学）
本文证明F-理论大统一理论中与光子耦合的轴子满足耦合-质量比上限，并指出该上限在有效理论可控区域内排除参数高于QCD轴子带的轴子，使F-理论大统一理论可被证伪。
2026-06-08 hep-ph hep-th
SO(10) SUSY GUTs with mainly axion cold dark matter: implications for cosmology and colliders
基于规范群SO（10）的超对称大统一理论具有很高的发展前景。在最简单的模型中，除了规范统一、物质统一和希格斯统一之外，人们还期望t-b-τ汤川耦合统一。汤川统一只发生在非常特殊的GUT尺度边界条件下，导致光谱具有~10 TeV的第一代和第二代标量，TeV尺度的第三代标量和轻gauginos。中性伴子冷暗物质的残余密度被计算为观测值的10^2-10^4倍。如果我们将PQWW解的理论扩展到强CP问题，那么，在测量到的丰度下，暗物质是由轴子和轴子组成的。这样的解决方案解决了几个宇宙学问题。我们预测一个相当轻的胶子，m（胶子）~300-500 GeV，应该可以在Tevatron或即将到来的LHC运行1数据中看到。我们也期望最终从遗迹轴子搜索实验中得到积极的结果。
2010-02-26 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Searching for GUT-scale QCD Axions and Monopoles with a High Voltage Capacitor
本研究提出利用高压电容器搜寻 GUT 尺度 QCD axion 与重 magnetic monopole 的耦合参数，提供独立于标准 QED 耦合的新探测途径。
2023-08-03 astro-ph.IM gr-qc hep-ph
Constraining axion coupling constants from measuring the Casimir interaction between polarized test bodies
我们提出了一个实验测量两个平行的SiC板与对齐的核自旋之间的有效卡西米尔压力。利用单轴子交换过程计算了强子和大统一理论轴子对轴中子耦合常数的预期约束。为此，推导出两个极化板之间由于组成费米子之间交换一个轴子而产生的附加压力的一般表达式。我们证明，只有垂直于板的偏振分量有助于压力。所获得的压力可以是排斥性的和吸引性的，这取决于两个板的极化是单向的还是指向相反的方向。它示出，虽然在磁化板的情况下得到的轴子-电子耦合的约束是没有竞争力的，在一个轴子-中子耦合的约束与极化核自旋的板是相同的数量级的那些先前获得的大统一体轴子单独使用的过程中的两个轴子交换。拟议的实验还允许加强目前已知的约束，通过使用一个和两个轴子交换过程的大统一体轴子的轴子-中子耦合常数。
2016-08-01 hep-ph quant-ph
Axions In String Theory
在弦论的背景下，轴子似乎提供了强CP问题的最合理的解决方案。然而，长期以来，我们已经知道，在许多基于弦的模型中，轴子耦合参数F_a比标准宇宙学边界高出几个数量级。我们在各种模型中重新研究了这个问题，表明在许多具有GUT现象学的模型中，F_a接近或高于GUT标度，以及一些没有的模型。另一方面，在某些模型中，标准模型的规范场支持消失圈，它是可能的F_a远低于大统一尺度。
2006-06-09 astro-ph hep-ph hep-th
XENON1T solar axion and the Higgs boson emerging from the dark
在最近的一封信中，我们提出了一种新的基于真空错位的暗物质产生的非热机制，其中希格斯玻色子和非常轻的赝标量$η$都从暗区出现。在这封信中，我们确定的参数空间中的复合方案，轻赝标量可以在太阳中产生，并解释了XENON 1 T过量的电子反冲数据。该模型的暗物质候选者的质量约为$50$ TeV，超出了直接检测的范围。可测试的预测包括来自宇宙相变的频率在Hz范围内的引力波，具有在未来的Tera-Z对撞机上可测试的速率$4 ÷16 \cdot 10^{-12}$的奇异衰变$Z \to γ+ \mbox{inv.}$，以及$17÷40$ %的分支比$K_L \to π^0 + \mbox{inv.}$的增强，不足以解释KOTO异常。所有这些预测都可能被未来的实验所证实。
2020-06-29 hep-ph
Electroweak Axion Portal to Dark Matter
本文探讨了类轴子粒子作为媒介在暗物质与电弱规范玻色子间传递相互作用的场景，发现其在天体物理和地面探测中产生可测试信号，为未来电弱ALP门户测试提供了具体基准。
2024-05-30 hep-ph
Some necessary conditions for allowing the PQ scale as high as M_{GUT} in SUSY models with an axino or neutralino LSP
我们研究了在PQMSSM中，无论是轴伴还是中性伴LSP，使Peccei-Quinn标度（f_a）达到超对称大统一尺度（M_{GUT} \sim 10^{16} GeV）所需的条件.在非超对称模型中，由于真空失准的存在，使得具有f_a \sim M_{GUT}的模型中产生了过多的轴子暗物质（\sim f_a^{7/6}）。我们指出，一旦包含了轴子超多重态的所有分量，由于轴子衰变的大熵注入，f_a的上限是可以避开的。这种大熵注入也稀释了所有其他准稳定的遗迹密度，自然地避开了BBN约束并解决了引力子问题。我们发现，在剩余密度/BBN约束下，f_a \sim M_{GUT}是允许的，条件是：介子质量m_s> 50 TeV，初始介子场值为PQ量级，初始轴子失准角θ_i \alt为0.05 .对于f_a \sim 10^{15} GeV，这些限制可以大大放宽。再加热温度（T_R）的允许范围在很大程度上取决于LSP的性质。对于轴子LSP，T_R \gtrsim 10^8 GeV，而对于中性子LSP，任何值都是允许的。在后一种情况下，f_a \sim M_{GUT}可以比在axino LSP场景中更容易适应。对于超对称模型中的f_a \sim M_{GUT}，暗物质丰度应该由轴子主导，尽管质量m_a \sim为10^{-10} eV，远低于目前实验探测到的区域。
2011-05-25 astro-ph.HE hep-ph
DMRadio-Core: A new approach for GUT-scale axion searches
Stanford University（斯坦福大学）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Princeton University（普林斯顿大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Laboratory for Nuclear Science, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院核科学实验室）
本文提出一种基于窄孔段式线圈的新型实验几何结构，利用LC谐振器优化轴子信号收集，降低磁能需求同时保持灵敏度，适用于30-200MHz范围的近期实验，并可扩展至GUT尺度实验。
2026-10-09 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Small Instantons and the Post-Inflationary QCD Axion in a Special Product GUT
提出一种基于特殊乘积GUT的新框架，通过小瞬子效应解决暴胀后PQ对称性破缺导致的畴壁问题，并给出不同于普通模型的暗物质轴子窗口预测。
2025-04-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark Matter with Light and Ultralight Stückelberg Axions
从毫电子伏特范围到超轻的具有可变质量的类轴子粒子的场景，可以在具有异常$U(1)$规范对称性的有效场论模型的背景下以自然的方式产生。它们包括5维运营商定义的耦合的轴子规范异常。它们在普通规范理论的领域中为这种粒子提供了一种模型的实现，这种粒子避开了普通（Peccei-Quinn）轴子通常的质量/耦合约束，是自然的暗物质候选者。作为对这些模型的说明，我们概述了其中两种情况。其中一个是围绕着次最小MSSM（NMSSM）建立的，这是一个被称为USSM-A的模型，它说明了如何使用Stückelberg超多重态来产生两个暗物质候选者，一个是包含来自Stückelberg扇区的轴子成分的中性伴子，另一个是轴子（$\textrm{Im}\, b$）。复Stückelberg场的实分量带有类光子（$\textrm{Re}\, b\, FF$）相互作用。在第二个模型中，非超对称的，Stückelberg尺度被提升到大统一时代。在这种情况下，轴子质量可以是超轻的（$\sim 10^{-20}$ eV）。在大统一理论相变产生的周期势和相应的振荡与德布罗意波长可以是亚银河系的粒子有关。类似的分析也可以用于超对称场景。
2020-05-05 hep-ph
Fermion Multiplicities at the GUT Scale: A Statistical Study of Unification and Proton Decay
ICRR, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo（东京大学前沿研究机构 Kavli宇宙物理数学研究所）
本文研究了SU(5)GUT中多重向量费米子对统一耦合常数和质子寿命的影响，指出多重费米子可提高统一尺度并抑制质子衰变系数，从而延长质子寿命，同时缓解底-tau统一问题。
2026-04-09 hep-ph
Instanton NDA and Applications to Axion Models
本文提出Instanton NDA幂次计数规则以估计瞬子效应，并应用于轴子模型，发现小瞬子提高轴子质量的同时会加剧轴子质量问题，而Z_N轴子、复合轴子及轴子GUT模型对紫外错位效应具有安全性。
2024-05-01 hep-ph hep-th
Muon g-2 and lepton flavor violation in supersymmetric GUTs
本文提出一类超对称大统一模型，可同时解释μ子g-2偏差、给出轻子味破坏信号并符合暗物质限制，为超对称搜寻提供关联基准。
2024-09-28 hep-ph
Yukawa Unification in an SO(10) SUSY GUT: SUSY on the Edge
本文分析了三族SO（10）超对称大统一理论中的汤川统一。我们进行了全球$χ^2$分析表明，超对称效应不去耦，即使在大统一体尺度，$m_{16}$，通用标量质量参数被发现位于15和30 TeV之间的最佳拟合$m_{16} \approx 25$ TeV。请注意，超对称效应不会解耦，因为止损和底部的质量为5 TeV，这是由于RG从$M_{GUT}$运行。该模型有许多可检验的预测。高吉诺是最轻的超粒子，轻的希格斯玻色子非常像标准模型。该模型与风味和CP观测值一致，$BR(μ\to eγ)$接近实验上限。由于$m_{16}$的值如此之大，我们显然不能被认为是“自然的”超对称性，也不是“分裂的”超对称性。因此，我们处于两者之间的区域或“边缘上的超对称性”。"
2016-03-28 hep-ph
Dark Grand Unification in the Axiverse: Decaying Axion Dark Matter and Spontaneous Baryogenesis
衰变常数接近大统一（GUT）尺度的量子色动力学轴子具有接近neV的超轻质量。然而，我们表明，轴子粒子的质量附近的千电子伏- PeV范围内的大统一体尺度的衰变常数也很好的动机，因为它们自然产生的轴向理论与黑暗的非阿贝尔规范群。我们证明了正确的暗物质丰度可以通过这些模型中的重轴子通过错位机制结合一段时间的早期物质统治从长寿命的黑暗胶球相同的规范组。重的轴子暗物质可能会衰变为两个光子，产生单能量的电磁信号，可以被当前或下一代的天基望远镜探测到。我们计划下一代望远镜的灵敏度，包括$\textit {Athena,}$ AMEGO和e-ASTROGAM，以这种衰变的轴子暗物质。如果暗区包含多个约束规范群，那么观察到的原始重子不对称性也可以通过自发重子生成来实现。我们提出了明确的orbifold建设的黑暗规范群统一与SM在大统一尺度和轴子出现的第五个组件的黑暗规范场与散装陈-西蒙斯条款。
2022-08-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
$SU(5) \times U(1)_X$ Axion Model with Observable Proton Decay
我们提出了一个$SU(5) \times U(1)_X \times U(1)_{PQ}$模型，其中$U(1)_X$是$B-L$（重子减轻子数）规范对称性的推广，$U(1)_{PQ}$是整体Peccei-Quinn（PQ）对称性.在$SU(5)$的$\bf{\overline 5} + \bf{10}$表示中有四个费米子族，在$\bf{5}+\bf{\overline {10}}$表示中有一个镜像费米子族，以及三个$SU(5)$单线态马约拉纳费米子。$U(1)_X$相关的异常都取消了马约拉纳中微子的存在。在$M_{GUT} \simeq (6-9)\times 10^{15}$ GeV处，$SU(5)$对称性被破坏，质子寿命$τ_p$估计在未来超神冈实验的预期灵敏度范围内，$τ_p \lesssim 1.3 \times 10^{35}$年。$SU(5)$破缺也触发了PQ对称性的破缺，导致了轴子暗物质（DM），轴子衰变常数$f_a$为$M_{GUT}$或更大。CASPEr实验可以寻找这样的轴子DM候选者。膨胀期间的哈勃参数必须很低，$H_{inf} \lesssim 10^9 $ GeV，以成功地解决轴子畴壁，轴子DM等曲率和$SU(5)$的问题。通过对破缺Higgs场的$U(1)_X$与暴胀子场的鉴别，实现了拐点暴胀，从而实现了对$H_{inf}$的期望值.模型中的类矢量费米子对…
2021-09-20 hep-ph
The Axiflavon
我们发现，解决味道问题的标准模型与一个简单的$U(1)_H$味道对称性自然会导致一个轴子，解决了强CP问题，并构成一个可行的暗物质的候选人。在这个框架中，轴子质量和光子耦合的比例与SM费米子质量有关，并在一个小范围内预测，作为夸克和带电轻子质量中观察到的层次结构的直接结果。同样的层次结构决定了轴子与费米子的耦合，使得这个框架非常具有预测性，并且可以通过未来的轴子和精确的味道实验进行实验测试。
2017-01-20 hep-ph
Axion Couplings in Grand Unified Theories
我们表明，在大统一理论中，标准模型嵌入在一个简单的4D规范群中的轴子规范玻色子的耦合是高度限制的。这些耦合的拓扑性质允许它们从UV到IR匹配，并且对于任何轴子，光子和胶子的异常比率通过统一而固定。这意味着有一个单一的轴子，QCD轴子，与光子的反常耦合。其他轻的类轴子粒子可以通过混合穿过QCD轴子入口与光子耦合，并位于质量耦合平面中QCD线的右侧。破坏胶子与光子耦合统一关系的轴子在大统一规范群下必然带电，并因微扰质量贡献而变重。在QCD线左边发现一个轴子可以排除简单的大统一模型。因此，轴子搜索是大统一的桌面和天体物理学探测。
2022-06-22 hep-ph
Extended SUSY SU(5) predicting type-III seesaw testable at LHC
我们提出了一个扩展的超对称SU（5）预测LHC可测试的III型跷跷板。在超对称SU（5）大统一理论模型中加入了一个24重态物质超场以及一对$10_H$ -重态和$\bar{10}_H$ -重态Higgs超场. 24重态携带SU（2）$_L$的一个三重态和一个单重态费米子多重态，这导致I+III型跷跷板。额外的$10_H$（和$\bar{10}_H$）多重态有助于实现规范耦合统一，同时保持三重态费米子质量在TeV范围内，使它们在LHC中可用。我们详细研究了这个模型的现象学。在这个模型中预测的大轻子味破坏对三重态费米子的汤川耦合提出了严格的限制。我们表明，这扼杀了在无中微子双β衰变实验中观察到重费米子贡献的可能性。在这个模型中，额外的$10_H$和$\bar{10}_H$的存在不仅给出了规范耦合统一，而且导致了非常大的轻子味破坏。
2013-08-12 hep-ph
New GUT predictions for quark and lepton mass ratios confronted with phenomenology
从大统一理论对称性破缺的群论因素可以导致夸克和轻子质量（或汤川耦合）在统一尺度的比例的预测。由于超对称（SUSY）阈值校正的可行性，这种预测可以强烈依赖于超对称参数。对于三个常见的最小超对称性破坏的异常，规范和重力调解的情况下，我们调查的大统一体的比例$m_e/m_d$，$m_μ/m_s$，$y_τ/y_b$和$y_t/y_b$被允许时，从电弱精密观测，$B$物理，$(g-2)_μ$，从直接搜索以及可选的，从观察到的暗物质密度的约束的质量限制被考虑在内。我们推导出可能的新的预测的大统一体规模的质量比，并比较它们与现象学允许的范围。我们发现，新的GUT规模的预测，如$m_μ/m_s = 9/2$或6和$y_τ/y_b = 3/2$或2往往有利于普遍存在的关系相比，$m_μ/m_s = 3$或$y_τ/y_b =1$。他们是可行的特征超对称性的情况下，测试在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机和未来的对撞机。
2009-05-12 hep-ph
String compactification, QCD axion and axion-photon-photon coupling
指出了在超弦紧化中实现亚eV可观测的QCD轴子还存在一些需要克服的问题。给出了轴子衰变常数的一般表达式。对于大的畴壁数$N_{DW}$，轴子衰减常数可以从标量单态VEV的一般值显著降低。全面研究了最近的$Z_{12-I}$模型中的Yukawa耦合结构，包括向实际夸克和轻子质量的不可重整化项。在这个模型中，我们发现一个近似的整体对称性和真空，使一个QCD轴子的结果，但它的衰变常数是在大统一尺度。在满足夸克和轻子质量矩阵条件的实际真空中计算了轴子-光子-光子耦合。这是第一次在实际弦紧化中计算$c_{aγγ}$：$c_{aγγ}={5/3}-1.93\simeq -0.26$ .
2007-01-13 hep-ph
Like-sign dimuon asymmetry of B0 meson and LFV in SU(5) SUSY GUT with S4 flavor symmetry
在具有$S_4$味对称性的SU（5）SUSY大统一理论模型下，研究了DPDMATHABMN协作组中报道的$B$介子的类号双μ子电荷不对称性。在$B_s-\bar B_s$混合过程中讨论了来自squark扇区的额外CP破坏效应。预测的同号电荷不对称性在DPDMATHABMN和CDF测量的组合结果的2 $σ$范围内。由于SU（5）大统一理论关系，夸克部分的超对称贡献影响轻子部分，轻子过程中给出了两个预言：（i）${\rm BR}(μ\to e γ)$和电子EDM都接近目前的上界;（ii）$τ$衰变的衰变比$τ\to μγ$和$τ\to e γ$通过Cabibbo角$λ_c$：${\rm BR}(τ\to eγ)/{\rm BR}(τ\to μγ)\sime λ_c^2$相互关联.这些都可以在未来的实验中进行测试。
2011-04-03 hep-ph
Neutrino Mass from a d=7 Effective Operator in a SUSY-GUT Framework
中微子质量来源于TeV尺度的物理学模型，并且可能在LHC上进行测试，需要额外的抑制机制来描述中微子质量的微小性。我们考虑在含有SU（5）子群的超对称大统一理论中，中微子质量由d=7算符$L L H_u H_u H_d H_u$产生的模型，这里d=5的Weinberg算符可以被离散对称所禁止.也就是说，我们确定了嵌入在大统一理论多重态及其后果的现象学和重整化群演化。我们用一个具体的例子来说明这些挑战。在这种情况下，额外的重d-夸克被预测，这是宇宙学的限制，特别是大爆炸核合成和直接寻找重核。我们表明，在NMSSM扩展的模型，离散对称性需要被打破，这可能是从三双极大混合偏差的起源。最后，我们证明，我们的例子是唯一的树级分解，这是一致的微扰性的大统一体规模和中微子质量产生的领先d=7的贡献。
2013-07-16 hep-ph
Exploring the Hadronic Axion Window via Delayed Neutralino Decay to Axinos at the LHC
在最小超对称标准模型中加入QCD轴子不仅解决了强CP问题，而且用新的暗物质候选者修正了暗区。虽然超对称性轴子现象学通常仅限于寻找轴子本身或寻找普通的超对称性粒子，但这项工作的重点是在大型强子对撞机（LHC）上可以检测到轴子的超伙伴，轴子，在从主顶点位移的中性伴子的衰变中。特别是，我们专注于强子轴子窗口内的KSVZ axino。在这种情况下，中性伴子的衰变长度很容易适合超对称谱的ATLAS探测器，预计在14 TeV的LHC可测试。我们比较这个签名的位移衰变axinos其他动机良好的情况下，包含一个长寿命的中性伴子内的检测器衰变。这些替代方案可以在某些情况下非常接近模仿预期的axino签名，并在何种程度上，他们是可区分的讨论。我们也简要地评论这样一个场景的宇宙学可行性。
2015-12-21 hep-ph
Cogenesis of baryon and dark matter with PBH and QCD axion
本文研究了在早期物质主导时期，通过超轻原初黑洞（PBH）蒸发和 QCD axion 共同生成重子与暗物质，揭示了该场景可通过引力波和 axion 实验进行探测，并可能产生未来可观测的暗辐射。
2024-11-15 astro-ph.CO hep-ph
$μ$ Problem, SO(10) SUSY GUT and Heavy Gluino LSP
给出了一个具有规范介导（GMSB）和D项超对称破缺的SO（10）超对称大统一（SUSY GUT）模型中的$μ$问题的解. Peccei-Quinn（{ \bf PQ}）对称性在信使尺度处被破坏，并且使得能够生成$μ$项。不可见的轴子（{ \bf PQ}对称破缺的戈德斯通玻色子）是冷暗物质的候选者。在低能量，我们的模型导致一个唯象上可接受的版本的最小超对称标准模型（MSSM）与新的粒子唯象学现象学。无论是胶子还是引力子都是最轻的超对称粒子（LSP）。对模型的唯象约束导致了质量为$\sim 86 - 91$ GeV和$\tanβ\sim 9 - 14$的希格斯粒子。
2000-10-31 hep-ph
Lepton $g-2$ and $W$-boson mass anomalies in the DFSZ axion model
研究DFSZ轴子模型，解释轻子g-2异常与W玻色子质量超出，通过额外希格斯玻色子和重中微子实现，并满足理论与实验约束。
2023-11-10 hep-ph
Mixed Axion/Axino Dark Matter in mSUGRA and Yukawa-unified SUSY
在最小超引力（mSUGRA）和汤川统一超对称大统一理论（SUSY GUT）模型中研究了轴子/轴子暗物质（DM），得到了令人惊讶的结果.对于这种类型的情景，遗迹DM丰度有三个组成部分：{ \it i}。）冷轴子，{ \it ii.}}）来自中性伴子衰变的暖轴伴子，以及{ \it iii.}）冷或热产生的轴突。需要超过$10^6$ GeV的再加热温度$T_R$，以解决引力子/大爆炸核合成（BBN）问题，同时还允许通过非热稀薄发生的重子发生。为了获得足够高的再热温度，我们还需要$10^{11}$ - $10^{12}$ GeV量级的高Peccei-Quinn（PQ）破缺标度$f_a$值。
2009-10-15 hep-ph
String theoretic QCD axions in the light of PLANCK and BICEP2
解决强CP问题的QCD轴子可能起源于紧化弦论中的反对称张量规范场，其衰变常数在大统一尺度附近。这种可能性似乎排除了现在的检测张量模式的BICEP 2和普朗克约束等曲率密度扰动。一个更有趣也是可行的可能性是弦理论QCD轴子在反常U（1）_A规范对称性下带电。在这种情况下，如果模稳定在Fayet-Illiopoulos项消失点附近，则轴子衰变常数可以远低于GUT标度，而U（1）_A带电物质场由于超对称超对称破缺标量质量而得到远低于GUT标度的真空值.我们在哈勃膨胀率为10^{14} GeV的暴胀时期检查了这种模型的对称性破缺模式，并确定了QCD轴子衰变常数的范围，以及相应的遗迹轴子丰度，与已知的宇宙学约束一致。除了PQ对称性在暴胀过程中恢复的情况外，还有其他可行的方案，包括PQ对称性在10^{16}-10 17} GeV左右的高尺度暴胀过程中被破坏，这是由于U（1）_A D项产生的大的哈勃诱导的快子标量质量，而目前的轴子尺度在10^{9}-5 \times 10^{13} GeV范围内，其中大于10^{12} GeV的当前值需要对轴子失准角进行微调。我们还讨论了我们的结果的超对称性的大小打破软群众的影响。
2014-07-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
From Dark Sectors to the Axion-Neutrino Connection
Universidade de Lisboa（里斯本大学）
本文探讨了通过统一框架解决中微子质量、暗物质和CP违反问题的BSM模型，提出暗线性锯齿、轴子框架和Peccei-Quinn对称性等新方法，预测轴子与光子及费米子的耦合，并强调实验可测试性。
2025-12-02 hep-ph
Perturbatively including inhomogeneities in axion inflation
本文提出一种高效微扰方案以考虑强反作用下轴子暴胀中轴子场的非均匀性，旨在准确捕捉偏离均匀场近似的偏差并自洽确定非微扰区的起始。
2024-02-13 astro-ph.CO hep-ph
The anomalous U(1) global symmetry and flavors from an SU(5) x SU(5)$'$ GUT in $Z_{12-I}$ orbifold compactification
在弦紧化中，经常出现反常的U（1）规范对称性，它属于杂化弦的E8 $\times$ E8。这种反常的U（1）规范玻色子通过从二阶反对称张量场$B_{MN}$吸收一个赝标量（对应于模型无关的轴子），在紧化标度下获得质量，刚好低于$10^{18\,}$ GeV。在紧化标度之下，产生了一个整体对称U（1）$_{\rm anom}$，其电荷$Q_{\rm anom}$是原始规范U（1）电荷。这是最自然的全局对称性，实现了“看不见”的轴子。这种整体对称U（1）$_{\rm anom}$适合于味对称。在最简单的SU（5）翻转大统一紧化模型中，我们根据标准模型单态的真空期望值计算了所有的低能参数。
2017-11-23 hep-ph hep-th
Axion-like particles from soft supersymmetry breaking
Department of Physics, Cachar College, Assam University（阿萨姆大学卡查尔学院物理系）
研究一种超对称有效场论，其中轴子状粒子的质量主要由软超对称破缺效应产生，探讨其在实验室、天体物理和宇宙学中的现象学影响。
2026-01-26 hep-ph
Dark matter from SUGRA GUTs: mSUGRA, NUSUGRA and Yukawa-unified SUGRA
引力介导的超对称破缺模型在R宇称守恒下产生宇宙中的暗物质。我回顾中性伴子暗物质的最小超引力模型（mSUGRA），模型与非通用的软超对称性破缺项（NUSUGRA），产生一个良好的回火中性伴子，和统一的汤川耦合模型在大统一的GUT尺度（可能会发生在SO（10）超对称性大统一理论）。后一种模型很难容纳中性伴子暗物质，但如果暗物质粒子是轴子和轴伴子，则可以很好地工作。
2008-12-12 astro-ph hep-ph
LHC and dark matter implications of t-b-τ Yukawa unification in split SUSY GUTs
Higher Education Department Punjab（旁遮普高等教育部）；School of Science and Engineering, Lahore University of Management Sciences (LUMS)（拉合尔管理科学大学科学与工程学院）
本文研究了分裂SUSY GUTs中t-b-τ Yukawa统一对LHC和暗物质实验的启示，探讨了在当前约束下仍可行的参数区域。
2026-02-01 hep-ph
Technically Natural Baryogenesis with the QCD Axion
University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；University of Washington（华盛顿大学）；International Centre for Theoretical Physics（国际理论物理中心）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
该研究通过多轴子混合机制，构造了能同时产生观测到的重子不对称与暗物质丰度的技术自然重子生成模型，其参数可被近未来观测检验。
2026-10-16 hep-ph
Natural SUSY from SU(5) Orbifold GUT
我们提出了一个现实的5D orbifold GUT模型，可以减少自然（或辐射自然）的超对称性作为低能量有效的理论。超对称性和规范对称性都被扭曲边界条件破缺。我们发现，它是不平凡的，以引进其他味对称以外的$SU(2)_R$ R-对称。通过引入非最小Kahler势，我们改善了少量自由参数与电弱对称性破缺之间的紧张关系。在我们的方案中自然提供了一个大的三线性项$A_t$，它是给出125 GeV的希格斯玻色子所必需的。在当前实验条件下的扫描表明，我们的模型可以实现自然（或辐射自然）超对称性。只有辐射性的自然超对称性才能自然地产生125 GeV的希格斯。除了中性伴子（如轴子），还需要额外的暗物质来提供足够的残余密度。相对较大的停止质量是必要的，以在大多数参数空间中给出实际的高质量。
2013-11-28 hep-ph
Supercooled Audible Axions
Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）；Goethe University（歌德大学）
本文提出通过延迟轴子振荡来扩大可测试参数空间，并在μHz或超高频范围内产生强引力波信号。
2025-12-04 astro-ph.CO hep-ph
