Lattice implementation of Abelian gauge theories with Chern-Simons number and an axion field
经典规范场的实时演化与粒子物理和宇宙学中的许多应用有关，从早期宇宙到夸克-胶子等离子体动力学。我们给出了一个$shift$对称场与某些$U(1)$规范扇区之间相互作用的格点公式，$a(x)\tilde{F}_{μν}F^{μν}$，再现了连续极限到$\mathcal{O}(dx_μ^2)$阶，并服从下列性质：（i）系统是规范不变量;（ii）格点上的位移对称性是精确的.为此，我们构造了一个定义的{ \it拓扑数密度} $Q = \tilde{F}_{μν}F^{μν}$，承认一个格全导数表示$Q = Δ_μ^+ K^μ$，再现顺序$\mathcal{O}(dx_μ^2)$的连续表达$Q = \partial_μK^μ\propto \vec E \cdot \vec B$。如果我们考虑一个均匀场$a(x) = a(t)$，系统可以映射到一个阿贝尔规范理论，其哈密顿量包含一个Chern-Simons项。这使我们能够在一个附带的文件中研究费米子数不守恒（或手征破缺）在阿贝尔规范理论在有限温度下的实时动力学。当$a(x) = a(\vec x,t)$是不均匀的，该套晶格方程的运动不承认，但一个简单的显式局部解决方案（同时保持$\mathcal{O}(dx_μ^2)$的准确性）。我们讨论一个迭代的计划，允许克服这个困难。
2017-05-26 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
Dark Energy and Dark Matter in a Model of an Axion Coupled to a Non-Abelian Gauge Field
我们研究了一个模型中的宇宙学场的组态（解），在这个模型中，一个复场的赝标相位耦合到一个大质量非阿贝尔规范场的庞特里亚金密度，类似于Peccei-Quinn轴子场如何耦合到QCD的$SU(3)$色规范场。假设复标量场的自相互作用势具有典型的{ \it墨西哥帽}形式，我们发现该场的径向涨落可以作为{ \it暗物质}，而它的相位可以引起跟踪{ \it暗能量}.然而，在我们的模型中，暗能量的统治不会永远持续下去。暗物质的一种新成分，即源自规范场的成分，将在未来占据主导地位。
2016-09-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Discrete Abelian gauge symmetries and axions
我们结合了两个流行的扩展，超越了标准模型物理的交叉D 6膜模型的框架内：离散Zn对称性和Peccei-Quinn轴子。这两种扩展之间潜在的自然联系是由D膜模型构建中大量U（1）规范对称性的存在形成的。T6/Z2 N和T6/Z2 xZ 2 M型离散挠率环形轨道上的全局相交D 6膜模型为实现这些扩展提供了很好的平台。一个世代相关的Z2对称性被确定在一个全球的Pati-Salam模型，而全球的左右对称模型引起的DFSZ轴子模型的超对称实现。在后一类模型中，轴子和标准模型粒子都带有非平凡的Z3电荷。
2015-02-03 hep-ph hep-th
A universal constraint on axion non-Abelian dynamics during inflation
本研究针对暴胀期间轴子与非阿贝尔规范场的Chern-Simons耦合，发现规范场自相互作用及非线性耦合显著重整化模函数，并通过对传播子施加微扰性得到与强反作用估计相竞争的普适参数约束。
2024-05-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Abelian-Higgs vortices in the oscillating axion background
本文研究振荡轴子场中阿贝尔-希格斯涡旋的动力学，发现轴子-光子转换可在涡旋磁芯感应电场，涡旋管可作圆柱腔有效增强TM010共振模式，且两涡旋间存在吸引或排斥力，为超导器件搜寻轴子暗物质提供新途径。
2025-07-22 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th
A Light Supersymmetric Axion in an Anomalous Abelian Extension of the Standard Model
我们提出了一个超对称的标准模型（USSM-A）与一个反常的U（1）和Stueckelberg轴子异常抵消，推广类似的非超对称结构。该模型，建立了一个自下而上的方法，预计将捕获低能量超对称描述的理论与规范的异常阿贝尔相互作用，以前探索的非超对称的情况下，交叉膜。选择一个类似USSM的超势，加上一个额外的单线态超场和一个额外的阿贝尔对称性，允许在光谱中有一个物理上的轴子状粒子。我们描述了这种结构的一些一般特点，特别是修改的暗物质部门，其中涉及的轴子和几个neutralinos与axino组件。在超势中没有相的情况下，轴子预计会非常轻，但也可以获得几个GeV或更大的质量。特别是，测量的异常对称性允许独立的质量/耦合相互作用的规范场的这种粒子，这是缺乏传统的（不可见）轴子模型的功能。我们评论的一般影响，我们的研究签名的模量从弦论由于这些异常对称性的存在。
2009-07-15 hep-ph hep-th
Note on a solution to domain wall problem with the Lazarides-Shafi mechanism in axion dark matter models
轴子是暗物质的一个有希望的候选者。在Peccei-Quinn对称性破缺之后，当宇宙的温度变得与QCD尺度相当时，轴子弦形成并被畴壁附着。这些天体如果寿命很长，可能会造成宇宙学灾难。作为它的一种解决方案，Lazarides-Shafi机制经常通过引入一种新的非阿贝尔（规范）对称性来讨论。我们详细研究了这种机制，并显示字符串和墙壁的配置。即使在早期宇宙中形成了畴壁数大于1的阿贝尔轴子弦，即使没有畴壁，由于Alice弦之间的排斥力，它们中的每一个也会分裂成多个Alice轴子弦。当宇宙冷却下来形成畴壁时，单个爱丽丝弦可以被单个壁连接，因为真空通过非阿贝尔旋转连接，而不改变能量。即使由于在手性相变中的Kibble Zurek机制而产生了由畴壁连接的阿贝尔轴子弦，在畴壁张力的存在下，这样的弦也类似地分裂成由壁连接的多个Alice弦。这样的壁不会形成稳定的网络，因为它们会因壁的张力而坍塌，发射出轴子。
2019-03-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic String in Abelian-Higgs Model with Enhanced Symmetry -- Implication to the Axion Domain-Wall Problem --
在我们以前的工作中，我们在具有增强的$U(1)$整体对称性的阿贝尔-希格斯模型中发现了新类型的宇宙弦解。我们把这些解称为补偿/非补偿弦。补偿弦类似于Abrikosov-Nielsen-Olesen（ANO）弦中的常规宇宙弦，只有可能的Nambu-Goldstone（NG）玻色子缠绕在其周围。另一方面，物理NG玻色子也缠绕在未补偿的弦周围，其中物理NG玻色子与增强对称性的自发破缺有关。我们以前在2+1维时空中的模拟证实了补偿弦和未补偿弦都是在对称性破缺的相变形成的。物理NG玻色子在弦周围的非平凡缠绕可能会导致所谓的轴子畴壁问题，当模型应用于轴子模型时。本文在3+1维时空中进行模拟，讨论了未补偿弦的命运。我们观察到，在3+1维模拟中的弦网络的演变是非常复杂的，在以前的模拟相比。尽管有这样的复杂性，我们发现，未补偿的字符串，这可能会导致的数量可以高度抑制在晚些时候。我们的观察表明，目前的设置可以适用于轴子模型，而不会遭受轴子畴壁问题。
2020-09-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gauge-flation Vs Chromo-Natural Inflation
规范场暴胀（英语：Gauge-flation），非阿贝尔规范场暴胀，在arXiv：1102.1513中被引入，并在arXiv：1102.1932中被更彻底地分析，是一个由非阿贝尔规范场驱动的暴胀模型，它与爱因斯坦引力最小耦合。在这个模型中，某些旋转不变的规范场组合起着暴胀子的作用。最近，arXiv：1202.2366提出了色自然暴胀模型，它除了包含非阿贝尔规范场外，还包含一个轴子场。在这个简短的说明中，我们表明，涉及轴子的模型，确实允许各种慢滚轨迹的不同值的参数：一个特定的轨迹讨论在arXiv：1202.2366从一个“小轴子”区域开始，而在arXiv：1102.1513考虑的轨迹对应于一个“大轴子”区域。
2012-03-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Lattice simulations of Abelian gauge fields coupled to axions during Inflation
我们利用格子模拟研究了一个通过Chern-Simons相互作用耦合到U（1）规范场的轴子暴胀模型。这些类型的模型已经研究了晶格模拟的上下文中的再加热。在这项工作中，我们专注于深暴胀阶段，并讨论了新的方面，需要考虑，以模拟规范场在这一制度。我们的主要结果是精确地再现了由轴子在其势上的滚动引起的格点上规范场的增长，从而恢复了线性微扰理论对该模型的结果。为了做到这一点，我们详细研究了空间离散化，通过选择的空间衍生物的晶格，影响的规范场的动力学。我们发现规范场的演化对空间离散方案的选择是高度敏感的。然而，我们能够确定一个离散化方案的增长的规范场的格点再现连续空间具有良好的精度。
2022-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stuckelberg Axions and the Effective Action of Anomalous Abelian Models 2. A SU(3)_C x SU(2)_W x U(1)_Y x U(1)_B model and its signature at the LHC
我们详细阐述了标准模型的一个扩展，它的规范结构被单个反常U（1）放大，其中Wess-Zumino项的存在是由弦论的Green-Schwarz机制激发的。额外的规范相互作用是反常的，需要一个轴子来抵消反常。赝标量实现了施托克堡机制，并与标准希格斯扇区混合，使额外的U（1）质量。我们考虑一个2-Higgs双重态模型。我们表明，涉及中性电流的异常有效顶点是潜在的观察。我们澄清他们的作用的情况下，简单的过程，如$Z^*\to γγ$，这是在方差方面的标准模型。这些研究的LHC的影响进行了简要的讨论。
2007-08-27 hep-ph
The Minimal Flavour Violating Axion
强CP问题的解决方案是在最小风味违规（MFV）上下文中分析的。费米子动力学项的完全味对称性的阿贝尔因子可能在传统的轴子模型中扮演Peccei-Quinn对称性的角色。由于在标准模型标量谱中加入了一个复标量场，它的自发破缺产生了MFV轴子，这可能会重新定义QCD θ参数。它不同于传统的QCD轴子，因为它的耦合是由轴阿贝尔对称下的费米子荷控制的。它也不同于所谓的Axiflavon，因为MFV轴子并不描述味道违反，而它确实引起味道非普适性效应。MFV轴子现象进行了讨论，考虑天体物理，对撞机和味道的数据。
2019-11-08 hep-ph
Planck Scale Effects and Axions in Supersymmetry
在超对称模型中，研究了可能明确违反Peccei-Quinn对称性对强CP问题解的影响。它表明，自动模型与阿贝尔$U(1)$规范对称性是很容易构建的基本和复合模型的轴子。有人认为，它是更可取的使用阿贝尔规范群，而不是nonabelian，以获得自动对称性。研究了一个不具有精确$R$对称性的复合模型，发现与通常的看法不同，超对称性是破缺的。
1993-10-11 hep-ph
Stueckelberg Axions and Anomalous Abelian Extensions of the Standard Model
本论文分析了弦论中的东方折叠真空所激发的一类模型的基本场论方面，以及它们在大型强子对撞机中的一些唯象应用。它们通过反常的额外U（1）对称性扩展了标准模型的规范结构，其中涉及Stuckelberg轴子的反常抵消，并伴随着Chern-Simons相互作用。特别地，这些有效作用量的特征在于CP-奇谱中的物理赝标量（axi-Higgs），它具有广义Peccei-Quinn轴子的性质，具有独立的质量和与规范场的耦合。在新对撞机上研究了Drell-Yan通道和双光子通道中反常规范相互作用引起的振幅，发现振幅很小。最后，我们解决了格林-施瓦兹和Wess-Zumino机制之间的关系，在有效的拉格朗日反常规范相互作用的反常取消（S），其规范对称性恢复与本地或非本地的反项和确定的Wess-Zumino情况下的一些幺正性界限。这是由于在由异常（BIM振幅）介导的散射振幅中存在异常极点，并且其消除需要必要的非局部反项。虽然轴-希格斯粒子出现在韦斯-祖米诺的例子中，但在所有尺度上都需要两个类轴子粒子来消除规范异常，其中一个是幽灵。
2009-07-22 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
Towards a Heterotic Axiverse
该研究初步探索杂化弦论卡拉比-丘紧致化下的弦论轴子宇宙，刻画轴子质量谱与耦合特性，指出其质量下界远强于IIB型紧致化，为相关宇宙学与粒子物理研究提供新视角。
2025-09-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational waves from axion inflation in the gradient expansion formalism. Part I. Pure axion inflation
University of Münster（明斯特大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Taras Shevchenko National University of Kyiv（基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学）
本文研究了轴子膨胀中引力波的产生，采用梯度展开形式法分析纯轴子膨胀模型，发现未来引力波探测器可能只能探测到强反作用区域的引力波信号，这与暗辐射能量密度上限存在冲突。
2026-04-15 astro-ph.CO gr-qc 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
Axion Mass from Magnetic Monopole Loops
我们证明了与阿贝尔规范场相互作用的轴子从磁单极子环中获得一个势。这是威滕效应的结果：轴子场使单极子获得电荷，并改变它们的能谱。轴子势也可以被理解为一种瞬子效应，是由于欧几里德双世界线缠绕在其双子集体坐标上。我们计算这种效果，它具有共同的特点与nonabelian瞬子和欧几里得膜瞬子。为了提供一致性检查，我们认为，这种轴子潜在的消失在一个无质量的带电费米子的存在下，它是强大的，对存在较高的导数校正的有效拉格朗日。最后，作为连接粒子唯象学现象学和宇宙学的第一步，我们讨论的制度中，这种潜力是重要的，在确定暗物质遗迹丰度在一个隐藏的部门包含一个阿贝尔规范群，单极子和轴子。
2021-05-20 hep-ph hep-th
Axions And Self-Interacting Dark Matter In The Heterotic String-Derived Model
在重新考察了在四维自由费米子公式中构造的\cite{Ashfaque:2016ydg, Athanasopoulos:2014bba, Faraggi:2016xnm, Ashfaque:2016jha}的杂合弦导出的低能有效模型后，我们发现了两个要么有害要么有质量的轴子。作为一个直接的结果，他们不能解决强$CP$问题，这是在完全符合\cite{Lopez:1990iq, Halyo:1993xn}。我们还探讨了自相互作用的暗物质存在于隐藏扇区\cite{Faraggi:2000pv}中的非阿贝尔规范群中的可能性。我们发现，低能量弦衍生模型自然欢迎自相互作用的暗物质作为$4$副本的非阿贝尔，隐藏的$SU(2)$规范群因子存在。
2016-08-27 hep-ph physics.gen-ph
Axion Inflation with a Massive Abelian Gauge Field
Universidade do Minho（米尼奥大学）；Sapienza University of Rome（罗马第一大学）
该研究将暴胀子与无质量阿贝尔规范场耦合的快子放大机制扩展到重质量阿贝尔规范场，通过分析与\texttt{Pencil Code}格点模拟，得到曲率扰动的幂律缩放关系，表明其可满足CMB观测约束。
2026-09-23 astro-ph.CO hep-ph
Relic Densities of Gauged Axions and Supersymmetry
我们描述了一个超对称模型（USSM-A）的结构和主要唯象学特征，该模型是用自底向上的方法建立的，包含一个反常的阿贝尔规范对称性。该模型支持规范的轴子在其频谱，并提供了一个推广的全球（超对称）Peccei-Quinn建设。完成模拟的中性伴子遗迹密度。CAST和WMAP的边界，结合暗物质模拟，对轴子和规范场之间的相互作用的尺度提供了重要的约束。
2010-12-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational wave trispectrum in the axion-SU(2) model
本文研究了在暴胀过程中，由轴子旁观场和SU（2）规范场动力学产生的引力波的三谱。在非阿贝尔规范理论中，规范场具有四点自相互作用，从而产生树能级GW三谱。我们制定这种类型的GW三谱包括非动力学的贡献，并评估它在等边极限作为一个独特的信号，这个模型。我们发现GW三谱与标量功率谱立方的比值在可行参数空间中可以达到$\mathcal{O}(10^6)$，这可以在CMB观测中得到。
2022-01-05 astro-ph.CO hep-ph
Chromo-natural warm inflation
色自然暴胀是一个模型，其中非阿贝尔规范场是由轴子与规范场通过陈-西蒙斯项耦合维持的。而最小温暴胀是一个模型，其中轴子通过陈-西蒙斯项产生一个非阿贝尔规范粒子的热浴。由于两个轴子暴胀模型都基于相同的作用，一个自然的问题是它们是否兼容。我们研究了带有Chern-Simons项的轴子暴胀，发现色球自然暴胀可以容纳温度远大于哈勃参数的辐射，这是暖暴胀的一个特征。因此，我们得出结论，色球自然暖膨胀存在，这必须有现象学上有趣的后果。
2024-02-13 hep-ph hep-th
Bubble Misalignment Mechanism for Axions
该研究提出气泡错位机制，通过轴子与气泡壁反复散射获得能量，显著增强轴子丰度，并可能导致轴子迷你团簇形成。
2024-03-18 astro-ph.CO hep-ph
Gauged Axions and their QCD Interactions
我们简要概述了与异常阿贝尔（规范）对称性相关的轴子模型，讨论了它们的主要唯象特征。其中，真空失调的机制，在QCD和电弱相变，与周期性电位的外观，负责这些类型的轴子的质量的产生。
2010-10-14 hep-ph
Black Holes and Abelian Instantons
University of Washington（华盛顿大学）
本文提出引力阿贝尔瞬子是标准模型与引力耦合的物理参数，通过非微扰贡献破坏轴子位移对称性。
2025-12-15 gr-qc hep-ph hep-th
Strong Dynamics and Natural Inflation
我们继续研究D-膜II型紧化中闭弦轴子的四维有效场论。包含轴子的Stückelberg耦合需要在D膜交叉处存在手征费米子，其在强非阿贝尔规范耦合下的相互作用诱导轴子和标量手征凝聚激发的质量项，称为infladron。该装置允许实现自然的通货膨胀与一个封闭的弦轴子作为暴胀子和一个扁平的标量势由于更大质量的infladron的反反应。我们进一步指出，这个大场暴胀模型是不妥协的轴子虫洞修正。
2018-07-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational wave background from vacuum and thermal fluctuations during axion-like inflation
我们重新审视的框架轴子类通货膨胀的可能性，即耦合的暴胀到一个非阿贝尔拓扑电荷密度可能会导致产生一个快速热化热浴。色散（质量）和吸收（摩擦）效应都包括在内。对于唯象可行的参数，系统仍然处于弱温膨胀状态（热摩擦$\ll$哈勃率）。对于张量扰动，我们导出了一个包含真空和热产生的插值公式。后者在LISA窗口中产生与模型无关的频率形状$\sim f_0^3$，其系数允许测量热时期的最大剪切粘度。然而，要找到系数大到足以观测的模型是一个挑战。
2022-12-13 astro-ph.CO hep-ph
A novel PBH production mechanism from non-Abelian gauge fields during inflation
研究暴胀期间类轴子粒子与非阿贝尔规范场耦合引发的标量不稳定性，提出一种普适的原初黑洞产生机制，并伴随产生峰化标量谱及诱导引力波。
2024-03-20 astro-ph.CO hep-ph
Scale-dependent chirality as a smoking gun for Abelian gauge fields during inflation
本研究超越近似解析方法，数值研究了轴子暴胀中阿贝尔规范场产生的粒子和标张量谱，发现尺度依赖的手性特征并推导出一致性关系，为识别多场动力学提供重要工具。
2024-12-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
No Warm Inflation From a Vanilla Axion
本文证明具有离散位移对称性的普通轴子无法实现热摩擦主导的强暖慢滚暴胀，仅弱状态可能但受超普朗克衰变常数困扰，并讨论非最小及类轴子模型。
2025-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Axions, Higher-Groups, and Emergent Symmetry
轴子是通过瞬子密度耦合到规范场的周期性标量场，它具有丰富多样的高形式全局对称性。其中包括两种形式的全局对称性，它可以测量轴子弦的电荷。正如我们所回顾的，这些对称通常组合成一个更高的群，一种非阿贝尔结构，其中作用于不同维度的算子（如点、线和弦）的对称是混合的。我们使用这种结构，以获得模型无关的约束重整化群流，实现理论的轴子在长距离。这些给出了各种红外对称性出现的能量标度上的普遍不等式。例如，我们表明，在任何UV完成的轴子杨米尔斯，在轴子弦可以衰变的能量尺度总是大于带电粒子的质量尺度。
2021-09-30 hep-ph hep-th
Fate of global symmetries in the Universe: QCD axion, quintessential axion and trans-Planckian inflaton decay-constant
本文系统地评述了粒子物理中出现的赝标量。从紫外线完备理论的基本观点来看，如果它们被实现为某些自发破缺的整体对称性的伪戈德斯通玻色子，它们就可以是轻的。自发破缺标度由衰减常数$f$参数化。整体对称性由有效理论中允许的最低阶项定义，与所讨论的规范对称性一致。因为任何整体对称性都被量子引力效应打破，所以所有的赝标量都应该是有质量的。质量标度由$f$和有效势中的显式破缺项$ΔV$以及某些非阿贝尔规范群$G$的反常项$ΔΛ^4_G$决定。著名的非阿贝尔规范群破缺的例子是通过Peccei-Quinn对称性的“不可见”QCD轴子的势，这构成了本文的主要部分。即使没有来自规范异常的破缺项，在势中也可能有显式破缺项$ΔV$，在这种情况下，被$f$抑制的首项决定了赝标量质量标度。如果破缺项非常小，并且衰变常数是反普朗克的，那么相应的赝标可以是“典型轴子”的候选者。一般来说，$(ΔV)^{1/4}$被认为小于$f$，因此伪戈德斯通玻色子质量尺度被认为小于衰变常数。在这种情况下，在大统一尺度下，伪戈德斯通玻色子的势能在势能的顶部附近足够平坦，可以成为暴胀模型的良好候选者，这被称为“自然暴胀”。我们在玻色子集体运动的框架下回顾了所有这些观点。
2018-01-29 hep-ph
Reheating after Axion Inflation
研究轴子暴胀模型中暴胀子通过Chern-Simons耦合与非阿贝尔规范场作用的再加热过程，发现并非如预期般立即完成，而是由暴胀子凝聚体、粒子或胶球主导宇宙后经微扰衰变完成。
2025-03-03 astro-ph.CO hep-ph
The Weak Gravity Conjecture and Axion Strings
弱引力猜想（WGC）的强（子格或塔）表述意味着，如果存在弱耦合的规范理论，则带电粒子的塔会在远低于普朗克尺度的紫外尺度下将理论推向强耦合。这个塔可以由卡鲁扎-克莱因理论中的低自旋态组成，也可以由弱耦合弦中的高自旋态组成。我们基于温和的$p$形式的WGC提供了一个暗示性的自下而上的论证，即对于任何通过$θF \wedge F$项耦合到基本轴子的规范理论，塔是弦塔。处于或低于WGC标度$g M_\mathrm{Pl}$的带电弦态，对于$θ$来说，只是简单的轴子弦，带电模式来自异常流入。卡鲁扎-克莱因理论回避了这一结论，并将高自旋态的出现推迟到更高的能量，因为它们缺乏$θF \wedge F$项。对于阿贝尔卡鲁扎-克莱因理论，基于与卡鲁扎-克莱因规范群相互作用的额外阿贝尔群的修正论点有时会精确地指出带电弦的质量标度。这些论证加强了涌现弦和远轴弦猜想。我们强调未经证实的假设和论点的弱点，这为进一步的工作提供了有趣的目标。特别是，对规范场何时允许$θF \wedge F$耦合、何时不允许耦合的精确刻画，对于粒子唯象学现象学和澄清弱引力猜想的含义都是非常有用的。
2021-08-31 hep-ph hep-th
The type IIB string axiverse and its low-energy phenomenology
我们研究了IIB型定向折叠紧化中的闭弦轴子。我们表明，自然值的背景通量的模量稳定机制的大体积的情况下（LVS）产生的axiverse特征的存在下，QCD轴子加上许多轻的轴子状粒子的质量是grammically分级。我们研究了LVS轴宇宙的唯象特征，导出了轴子的质量及其与物质和规范场的耦合。我们还确定何时闭弦轴子可以解决强CP问题，并分析了第一个明确的例子，半现实的模型与稳定的模量和QCD轴子候选人，这是不吃的异常阿贝尔规范玻色子。我们讨论了暴胀方案的选择对LVS轴宇宙的影响，并总结了天体物理学，宇宙学和实验的限制。此外，我们还展示了如何构建模型与额外的轻轴子类粒子，可以解释一些有趣的天体物理异常，并可以在下一代的轴子太阳镜和光照射通过一个墙壁实验中寻找。
2012-09-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
On the validity of the perturbative description of axions during inflation
轴子在大膨胀场模型的许多实现中以及最近在小场模型中产生原始张量模式的替代机制中发挥着核心作用。如果这些轴子耦合到规范场，耦合会产生一个快子不稳定性，导致规范场的指数增强，这反过来又会衰减成可观测的标量或张量曲率扰动。因此，一个完全自洽的治疗过程中的轴子膨胀是很重要的，在这项工作中，我们讨论了耦合到规范场的轴子的微扰约束。我们展示了最近通过这些替代机制产生张量模式的提议如何与in-in形式主义中的微扰理论发生冲突。有趣的是，我们指出，约束参数弱于一个将估计的基础上朴素的功率计数的传播的规范场。在非阿贝尔规范场的情况下，我们推导出新的约束的规范耦合的大小，这也适用于某些模型的自然大的字段膨胀，如对齐机制。
2016-10-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Chiral Froggatt-Nielsen models, gauge anomalies and flavourful axions
我们研究了UV-完全Froggatt-Nielsen-like模型的质量和混合层次的产生，假设集成的重场是手征相对于阿贝尔Froggatt-Nielsen对称。它修改了相对于标准模型规范群的混合异常，这开辟了在不需要引入额外的旁观者费米子的情况下测量Froggatt-Nielsen对称性的可能性，同时保持通常与异常味对称性相关的质量矩阵。我们给出了具体的例子，这种情况发生时，我们研究的美味轴子所产生的一个偶然的Peccei-Quinn对称性在这些模型中的一些。这样的轴子通常比旁观者费米子模型更能与物质耦合。
2020-01-20 hep-ph hep-th
Non-perturbative time-dependent String Backgrounds and Axion-induced Optical Activity
通过在$α^{'}$中对所有阶的Weyl-beta函数进行时间齐次处理，得到了玻色弦在引力子、声子和Kalb-Ramond场的含时背景下的共形不变性.由于非平凡的背景配置，这种构造在任何目标空间维度中都是可能的。在四维闵可夫斯基宇宙的框架下，讨论了反对称张量场与阿贝尔（电磁）规范场耦合时的电磁效应。证明了非平凡的旋光性，这构成了一种方法来检测字符串启发的轴子/介子效应在这样的模型。
2008-04-15 gr-qc hep-ph hep-th
Axion and Neutralinos from Supersymmetric Extensions of the Standard Model with anomalous U(1)'s
我们分析的条件下，一些超对称推广的一类模型下降到弦论允许在物理谱的轴子，由于存在异常阿贝尔规范相互作用。这些结构的规范结构涉及施图克尔伯格超多重态和超对称版本的Wess-Zumino项异常取消。虽然这些条件不满足的MSSM超势，我们表明，一个轴子状粒子出现在光谱中，如果额外的标准模型单。我们证明了单重态超场在反常U（1）下带电的简单超势满足最小要求。这些模型的暗物质部分包括一个轴子和几个带有轴子成分的中性伴子。
2009-01-23 hep-ph hep-th
Gravitational Wave from Axion-SU(2) Gauge Fields: Effective Field Theory for Kinetically Driven Inflation
基于Weinberg的暴胀有效场论方法，我们构造了具有位移对称性的赝标量（轴子）暴胀子场的有效拉格朗日量。在这个拉格朗日量中，我们允许轴子场通过陈-西蒙斯项耦合到非阿贝尔规范场。然后，我们分析了一类由动力学项驱动的通货膨胀模型。我们发现，曲率扰动和非高斯振幅的观测约束产生的张量标量比的$r\gtrsim 5\times 10^{-3}$从真空涨落的下限。来自SU（2）规范场的引力波进一步增加了张量标量比，使得总引力波具有部分手征性和非高斯性，这可以通过极化的宇宙微波背景和直接探测实验来探测。讨论了规范场产生的自旋为2的粒子的反作用对参数空间的约束。
2020-04-09 astro-ph.CO gr-qc 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
Axiogenesis from $SU(2)_R$ phase transition
宇宙的重子不对称性可以用量子色动力学轴子在场空间中的转动和重子数的破坏过程来解释。本文考虑了标准模型在非阿贝尔规范相互作用$SU(2)_R$下的最小扩展，其sphaleron过程违反重子数。假设轴子暗物质也是由轴子旋转的动力失准机制产生的，则$SU(2)_R$规范玻色子的质量尺度是固定的，作为QCD轴子衰变常数的函数，反之亦然。参数空间的重要部分已经被新的规范玻色子搜索排除在外，高亮度LHC将进一步探索可行的参数空间。
2021-12-23 hep-ph
Dark Fermions and Spontaneous $CP$ violation in $SU(2)$-axion Inflation
值得注意的是，如果$CP$在暴胀物理中自发破缺，费米子会注意到并记住它。基于此，我们提出了一个新的（非热）机制，用于产生热大爆炸前的自相互作用暗狄拉克费米子。非阿贝尔规范场和轴子是暴胀粒子物理的重要内容。在此背景下，我们分析研究了$SU(2)$规范场下的狄拉克费米子二重态，并利用点分裂技术对流进行正则化。我们表明，非平凡的$CP$违反真空结构的$SU(2)$ -轴子模型，自然导致一个有效的机制，产生大量的费米子在通货膨胀。费米子反反应的大小和暗费米子的密度分数为费米子的质量设定了上限。在大统一理论尺度的暴胀中，产生的暗费米子，只在引力作用下耦合到可见扇区，可以和$m\lesssim 10 TeV$一样重。
2019-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Problem of Axion Quality: A Low Energy Effective Action Perspective
任何可能的Peccei-Quinn（PQ）对称都容易受到各种类型的显式破缺的影响。人们早就认识到，这些可以破坏强CP问题的轴子解决方案。也有人认为，在某些情况下，这些可能导致轴子的质量惊人地大。对这个计算的两种类型的修正已经被广泛考虑：高维对称破缺算子，在理论上有一个复杂的场负责PQ对称的自发破缺，和小瞬子。受小瞬子主导非阿贝尔规范理论的$θ$势的情况下，我们制定的问题的轴子质量的威尔逊有效作用的尺度上的限制，略高于QCD的规模。在这种语言中，标准的轴子质量计算假设在这个动作中几乎精确的PQ对称性。高维算子和/或小瞬子代表威尔逊作用量中的对称破缺项。这幅图允许对{ \it轴子质量}问题进行统一处理。如果假设高能时一阶CP破坏，那么解决强CP问题会限制威尔逊作用量中的轴子势项;特别是，轴子质量必须非常接近其“标准”值。
2022-07-03 hep-ph
Dynamics of axion-neutral pseudoscalar mixing
本研究推导了QCD相变后轴子与中性π介子通过辐射浴耦合混合的二阶非平衡有效作用量，揭示了凝聚体演化、动力学混合及长寿命相干性等特性，该框架可推广至介质中粒子混合问题。
2023-07-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Confinement effects from interacting chromo-magnetic and axion fields
本文研究了具有赝标耦合的非阿贝尔规范理论，其中存在一个常数色电或色磁强度期望值。我们计算的规范不变，路径依赖，变量形式主义的框架内的相互作用潜力。在恒定的色-电场强度期望值的情况下，静电势保持库仑，而在恒定的色-磁场强度的情况下，势能是库仑势和线性势的总和，导致静电荷的限制。
2006-05-03 hep-ph hep-th
Constraining axion inflation with gravitational waves across 29 decades in frequency
本文证明轴子暴胀后规范场预热产生的引力波显著影响有效相对论自由度数目，并利用现有 Planck 限制对暴胀子轴耦合给出最强约束，同时揭示引力波产生效率与张标比的相关性。
2020-08-04 astro-ph.CO hep-ph
Axions in a highly protected gauge symmetry model
我们研究QCD轴子或宇宙学类轴子粒子（ALPs）的模型的灵感来自最近的兴趣在4维发条模型，与全球对称性偶然强制执行的规范阿贝尔标量双基本场。对于QCD轴子，我们分析了轴子质量对引力修正的保护程度，对等级$f_a \ll M_P$的解释和产生与胶子的异常耦合所需的色费米子数量之间的联系，所有这些都由潜在的规范对称性联系在一起。基于该模型和文献中的早期模型的比较，我们得出了一些一般性的结论，QCD轴子模型，使用偶然的整体对称性。对于ALP，假设它们的质量仅由引力修正给出，我们确定了衰变常数和质量与DM丰度一致的参数空间，并且我们表明这种发条启发的模型对于非常轻的ALP DM候选者是特别经济的模型。
2018-12-29 hep-ph hep-th
The Axion is Going Dark
本研究探索与轴子耦合的非阿贝尔暗区规范群通过拓扑混合产生的效应，修正轴子拓扑耦合量子化条件以降低轴子-光子耦合下界，同时确定奇特物质表示、探索广义范畴对称性并讨论相关唯象结果。
2024-12-09 hep-ph hep-th
Alternative to Axions
University of California Davis（加州大学戴维斯分校）
该研究提出通过Schwinger机制减少CP破坏相，以恢复CP对称性，同时满足宇宙学限制。
2026-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Axion dark matter from frictional misalignment
我们研究了在僻静的热浴中类轴子粒子（ALP）与黑暗的非阿贝尔规范扇区的相互作用引起的闪锌矿引起的热摩擦对轴子暗物质丰度的影响。热摩擦可以通过延迟振荡的开始来增强轴子遗迹密度，也可以通过阻尼振荡来抑制它。我们推导出一个解析公式的\emph{frictional adiabatic invariant}，它保持不变，沿轴子的演变，这使我们能够计算的轴子遗迹密度在一般设置。即使在最小的情况下，其中一个单一的规范组是负责的ALP质量和摩擦力的产生，我们发现，由此产生的暗物质丰度从错位机制偏离了轴子质量$m_a\gtrsim 100 \; {\rm eV}$的标准方案。我们还概括了我们的分析的情况下，规范场，引起摩擦和规范部门负责的ALP质量是不同的，他们的耦合到轴子有一个大的层次结构，可以证明通过对齐或发条的情况。我们发现，这是很容易打开的ALP参数空间，由此产生的轴子丰度相匹配的观察到的暗物质遗迹密度在传统的过度和不足的制度。这个结论也适用于QCD轴子。
2023-02-14 hep-ph
