M理论中的轴子与强CP问题

我们考察在E_8 x E_8异质弦理论（M理论）的强耦合极限中，由弦论轴子解决强CP问题的可能性。我们首先讨论紧致化M理论中规范动能函数的一些普适特征，并详细检验由非线性的U(1)_{PQ}弦论轴子对称性的QCD反常以外的显式破缺所诱导的轴子势。基于超对称性和离散规范对称性，我们认为若紧致化半径足够大，则可能存在一个U(1)_{PQ}对称性，其除QCD反常外的破缺（无论微观起源为何）被抑制得足以使轴子机制生效。这种大半径的唯象可行性关键取决于规范动能函数中的量子化系数。我们指出，轴子机制所需的大半径仅在一类有限的模型中可行。例如，对于具有消失的第二E_8场强的光滑Calabi-Yau流形上的紧致化，仅当M理论中反对称张量场的量子化通量取最小非零值时才可行。我们还强调，这一大紧致化半径使得M理论中的QCD轴子在存在晚期熵产生时能够在宇宙学上可行。