磁化介质中五维相互作用（标量/赝标量-光子）的混合动力学

在标准模型的许多扩展中，由于标度对称性破缺或 $U_A(1)$ 对称性破缺，五维标量双光子（$g_{\gamma\gamma\phi}\phi$ $F^{\mu\nu}F_{\mu\nu}$）或赝标量双光子（$g_{\gamma\gamma a}a\tilde{F}^{\mu\nu} F_{\mu\nu}$）相互作用得以实现。在磁化真空（即在外部背景场 $\bar{F}_{\mu\nu}$）中，此类系统的光子横向自由度可以用由背景场强张量（$\bar{F}_{\mu\nu}$）构造的形状因子以及动力学光子（$f^{\mu\nu}$）的相应张量来描述；它们恰好是 $\bar{F}_{\mu\nu}f^{\mu\nu}$ 和 ${\tilde{\bar{F}}_{\mu\nu}f^{\mu\nu}}$。这些形状因子在 CP 变换下具有不同的变换性质。$\bar{F}_{\mu\nu}f^{\mu\nu}$（描述正交于 B 的偏振（$|\gamma_{||} >$））是 CP 偶的，而另一个 ${\tilde{\bar{F}}_{\mu\nu}f^{\mu\nu}}$（描述沿 B 的偏振（$|\gamma_\bot >$））是 CP 奇的。在相互作用拉格朗日量中，如果将标量与赝标量互换，两个形状因子的角色恰好互换。因此，对于各自候选粒子的耦合常数（$g_{\gamma\gamma\phi}$ 和 $g_{\gamma\gamma _a}$）及质量（$m_\phi$ 和 $m_a$）的强度近乎简并的情况，在实验室或天体物理实验中可能很难将它们正确区分开来。本研究的根本动机是通过将光子自能的宇称破坏（源自磁化介质效应）部分纳入有效拉格朗日量中来减少这种不确定性。这一步骤反过来极大地影响了（赝）标量-光子混合动力学，并使得经历此类相互作用的电磁束光谱产生了显著变化。