标量-物质-磁单极子相互作用的有效阿贝尔晶格规范场论

我们提出了一个规范不变且洛伦兹不变的有效场论模型，用于描述带电标量物质场与由外部磁流描述的磁单极子源之间的相互作用。磁单极子场的量子涨落由一个强耦合的“对偶” $U_{\rm d}(1)$ 规范场有效描述，该场独立于电磁 $U_{\rm em}(1)$ 规范场。带电物质与磁单极子源的有效相互作用由两个 $U(1)$ 规范场之间的规范不变混合陈-西蒙斯类（Pontryagin密度）项描述。后者的相互作用耦合强度是自由的，我们对系统进行了晶格研究，旨在确定该有效理论的相结构。我们的研究表明，在自发对称性破缺相中，磁单极子源通过混合陈-西蒙斯项（在其存在下该项非平凡）触发相应规范场产生动力学奇异构型（类磁单极子）。标量场在破缺相中的行为也类似于 't Hooft-Polyakov 磁单极子标量扇区的行为。