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QCD轴子有效场论中的领头对数

高能物理 - 唯象学 2021-07-28 v3 高能物理 - 理论

摘要

轴子比Peccei-Quinn机制为求解强CP问题而引入的所有其他自由度都轻得多。因此,使用有效场论(EFT)来描述其相互作用是自然的。然而,在EFT中计算的圈过程可能显式依赖于紫外截断。一般而言紫外截断并非唯一确定,但带量纲的耦合提示将其等同于Peccei-Quinn对称性破缺尺度。一个例子是Kπ+aK \rightarrow \pi + a衰变,该衰变即将在NA62和KOTO中以更高精度检验,其振幅由对数依赖于截断的项主导。本文中,我们通过将EFT计算与在完整QCD轴子模型中进行的计算进行比较,批判性审视使用这种朴素EFT方法研究圈过程的恰当性。例如,在DFSZ模型中,发现截断由额外的Higgs自由度设定,从而比Peccei-Quinn尺度更接近电弱尺度。事实上,对于圈过程截断尺度接近Peccei-Quinn尺度的轴子模型存在非平凡要求,方能重现朴素EFT结果。这表明合适的UV嵌入的存在可能对轴子EFT施加限制。我们给出了一个具有合适费米子耦合的模型的显式构造,并发现对NA62和IAXO有 promising 的前景。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.03173,
  title  = {Leading Logs in QCD Axion Effective Field Theory},
  author = {Gonzalo Alonso-Álvarez and Fatih Ertas and Joerg Jaeckel and Felix Kahlhoefer and Lennert J. Thormaehlen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.03173},
  year   = {2021}
}

备注

28 pages + appendices. v3: revised text, main results unchanged