受任意阶保护的偶然 Peccei-Quinn 对称性

一个关于在双基础表示 $(N,\bar N)$ 下变换的标量多重态 $Y$ 的 $SU(N)_L\times SU(N)_R$ 规范理论，在 $N>4$ 时，保持一个在算符维度 $N$ 首次破缺的偶然 $U(1)$ 对称性。$Y$ 的真空期望值可能有两种构型，分别对应于（极大）小群 $\mathcal{H}_s=SU(N)_{L+R}$ 和 $\mathcal{H}_h=SU(N-1)_L\times SU(N-1)_R\times U(1)_{L+R}$。在第一种情况下，偶然 $U(1)$ 对称性也被破缺，产生一个质量抑制由 $N$ 控制的赝 Nambu-Goldstone 玻色子；而在第二种情况下，全局 $U(1)$ 对称性保持未破缺。通过将 $Y$ 与携带色荷的新费米子耦合，可以解决强 CP 问题。第一种情况允许 $U(1)_{PQ}$ 由规范对称性保护至 $N$ 阶的 Peccei-Quinn 解。在第二种情况下，$U(1)$ 可被新强动力学的凝聚破缺，从而产生一个复合轴子。通过将 $Y$ 与仅携带弱同位旋的费米子耦合，可以构建类轴子粒子模型。