五维 $SU(5) \times U(1)_{\rm PQ}$ 大统一模型

我们提出了一个解决强CP问题的五维大统一模型。在该框架中，破坏统一规范群为标准模型规范群的边界条件同时解释了新物质内容质量分裂，这对于规范耦合统一至关重要，同时也产生了作为 $U(1)_{\rm PQ}$ 规范场的量子色力学轴子。轴子解的质量本质上由模型的规范对称性保证。我们进一步研究了此设置的含义，包括其对质子衰变率、轴子暗物质探测以及宇宙学影响的预测。值得注意的是，模型在即将到来的实验灵敏度内预测了质子衰变信号，这一结果由统一尺度与再热温度之间的权衡所驱动。在我们的情景中，大统一尺度与轴子衰变常数的尺度天然统一。