规范双 Higgs 二重态模型中的轴子-中微子相互作用

我们提出了一个具有反常 Peccei-Quinn 对称性 $U(1)_{PQ}$ 的规范双 Higgs 二重态模型（2HDM）。2HDM 中常见的危险树级味改变中性流被额外规范对称性 $U(1)_X$ 禁止。在我们的构造中，中微子质量、暗物质与强 CP 问题等重要议题的解相互关联。中微子质量通过 Dirac 跷跷板机制产生，并被 $U(1)_X$ 与 $U(1)_{PQ}$ 破缺尺度的比值压低。自然较小的中微子质量表明 $U(1)_X$ 的破缺发生在相对较低尺度，这可能在于近期实验中产生可观测信号。有趣的是，自发对称性破缺不会导致 $U(1)_X$ 规范玻色子 $Z^\prime$ 与标准 $Z$ 之间的混合。对于预期的 $U(1)_{PQ}$ 大尺度值，相关轴子变为“不可见”，具有类 DFSZ 耦合，并可能解释观测到的冷暗物质丰度。此外，我们确定了一个位于 forthcoming 轴子搜寻预期灵敏度范围内的可行参数空间区域。我们还观察到，介子衰变为 π 介子加轴子 $K^+ \to \pi^+ a$ 的味破坏过程被 $U(1)_X$ 尺度进一步压低，为轴子衰变常数 $f_a$ 提供了一个相当弱的下界。