Callan-Rubakov 效应与高电荷单极子

本文研究磁单极子与无质量费米子的相互作用。在低能极限下，单极子的磁场将费米子极化为纯入射与出射模式。幺正性要求紫外费米子-单极子相互作用导致非平庸的红外边界条件，将入射模式与出射模式联系起来。这些非平庸边界条件导致了所谓的 Callan-Rubakov 效应。此处我们通过显式积分掉紫外自由度，推导了与任意表示无质量费米子耦合的球对称 $SU(N)$ 单极子一般类的有效边界条件。我们随后证明这些边界条件保持无 ABJ 型反常的连续对称性。作为一个应用，我们显式推导了与 $SU(5)$ Georgi-Glashow 模型相关的稳定球对称单极子的边界条件，并评论了其与重子数破坏的关系。