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大统一之外的异常与配边约束:能量层级

高能物理 - 理论 2020-09-04 v1 超导电性 高能物理 - 唯象学 代数拓扑

摘要

近期工作 [2006.16996] 提出一种模 16 类的 4d 非微扰全局异常,暗示在标准模型(SM)与 Georgi-Glashow su(5)su(5) 大统一理论(GUT)(含 15n 个手性 Weyl 费米子及 X=5(BL)4YX=5({\bf B-L})-4Y 的离散 Z4,X\mathbb{Z}_{4,X} 对称性)之外可能存在新的隐藏有隙拓扑扇区。该 Z16\mathbb{Z}_{16} 类全局异常是离散 XX 与时空背景之间的混合规范-引力异常。新拓扑扇区具有 GUT 尺度高能隙,其低能下编码要么为 4d 不可逆拓扑量子场论(TQFT),要么为 5d 短程纠缠可逆 TQFT,或二者组合。该隐藏拓扑扇区提供了缺失惰性右手中性微子(3 代第 16 个 Weyl 费米子)的 't Hooft 异常匹配,并可能也解释了暗物质扇区。在 SM 与 su(5)su(5) GUT 中,离散 XX 可为整体对称或规范对称。在 so(10)so(10) GUT 中,XX 必须被规范化,5d TQFT 变为不可逆且长程纠缠(可与动力学引力耦合)。本工作中,我们进一步考察在 su(5)su(5) GUT 之上至 so(10)so(10) GUT 与 so(18)so(18) GUT(精确含 Spin(10) 与 Spin(18) 规范群)更高能标下的异常与配边约束。我们还发现 [2006.16996] 关于新隐藏有隙拓扑扇区的提议可与能量/质量层级下的异常匹配一致。调节能量过程中的新要素包括无异常对称质量生成(即 Kitaev-Wen 机制)的各能标、来自异常对称拓扑序的拓扑质量/能隙(可附着于 5d Z4,X\mathbb{Z}_{4,X} 对称拓扑超导体)、可能的拓扑量子相变,以及包含带新拓扑扇区 GUT 的超大统一。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.06499,
  title  = {Anomaly and Cobordism Constraints Beyond Grand Unification: Energy Hierarchy},
  author = {Juven Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.06499},
  year   = {2020}
}

备注

50 pages. Primers: arXiv:2006.16996, arXiv:1910.14668, arXiv:1810.00844, arXiv:1809.11171