规范轨道空间中的整体量子化：磁单极子作为强CP问题的解及其与$U_A(1)$问题的关联

我们推广了作者最初提出的带磁单极子的强CP问题新解的讨论，并给出更一般的物理应用。特别地，我们将讨论相关规范轨道空间中需澄清的整体拓扑结构。研究表明，在含$\theta$项的非阿贝尔规范理论中，当规范势和规范函数限制在空间边界$S^2$上时，诱导的规范轨道空间具有磁单极子结构；若普通空间中存在磁单极子，则规范轨道空间具有涡旋结构。量子理论中的狄拉克量子化条件确保规范理论中的真空角$\theta$必须量子化。量子化规则为$\theta=2\pi/n~(n\neq 0)$，其中$n$为磁单极子的拓扑荷。因此，在存在电荷为$\pm 1$（对应$\theta=\pm 2\pi$）的磁单极子，或总拓扑荷非常大（$|n|\geq 10^9 2\pi$，若与磁单极子丰度一致）的磁单极子时，强CP问题自动得到解决。在第一种情况下，对于拓扑荷为1或-1的磁单极子，我们意指迄今为止的测量只能显示强CP破坏非常小。由于$\theta=\pm 2\pi$对应不同的单极子扇区，强相互作用中CP不能精确守恒。在第二种情况下，对于大但有限的$n$，强CP同样不能守恒。迄今测得的强CP破坏如此之小或为零，这一事实可能是磁单极子存在的信号。我们还推测，弱相互作用中的宇称破坏和CP破坏可能从根本上与磁单极子密切相关。