全能弛豫子:对五个超越标准模型谜题的统一解

我们提出一个统一的弛豫子(relaxion)解,以解决粒子物理中五个主要的未决问题:等级问题、暗物质、物质-反物质不对称性、中微子质量和强 CP 问题。相对于标准弛豫子模型,我们构造中唯一的额外场内容是一对 up 型矢量费米子以及三个在弛豫子平移对称性下带电的右手中微子。观测到的暗物质丰度由弛豫子场的振荡自动产生,这些振荡在再加热后该场从其原始停止点错位时开始。物质-反物质不对称性源于自发重子生成,由再加热后弛豫子滚动引起的 CPT 破坏所诱导。CPT 破坏通过算符 $\partial_\mu \phi J^\mu$ 传递给重子和轻子,其中 $J^\mu$ 由简单中微子质量模型自然产生的右手中微子流组成。最后,强 CP 问题通过 Nelson-Barr 机制解决,即把 CP 作为拉格朗日量的对称性,仅由弛豫子自发破缺。CP 破坏的方式使得尽管生成了 ${\cal O}(1)$ 的强 CKM 相,所诱导的强 CP 相却小得多,即在实验界限之内。