由隐味结构诱导的 QCD 轴子与中微子

我们研究在味轴子框架中两个反常 $U(1)$ 的合理要求，以实现 $U(1)$-混合引力与 $U(1)_Y\times[U(1)]^2$ 的异常消去，后者进而决定了 $U(1)_Y$ 的电荷，其中 $U(1)_Y$ 为标准模型的超电荷规范对称性。我们论证，借助味对称群，对称破缺相中的轴子诱导拓扑在描述夸克与轻子于基础层面如何组织并彼此深刻关联方面起关键作用。随后以一个统一模型为例，以简洁方式描述完整粒子谱，其中味轴子与正常物质的相互作用以及费米子的质量与混合均源自给定对称群的自发破缺。一旦由费米子的可通约 $U(1)$ 味-PQ 电荷所定义的跷跷板尺度上的活跃中微子质量被固定，QCD 轴子衰变常数 $F_A$ 的尺度即被确定。反之，借助精密味实验可预测互为补充的基础物理参数。提取的模型对中子与味轴子特性的预测为：$F_A=3.57^{\,+1.52}_{\,-1.53}\times10^{10}$ GeV（相应地为 QCD 轴子质量 $m_a=1.52^{+1.14}_{-0.46}\times10^{-4}$ eV、轴子-光子耦合 $|g_{a\gamma\gamma}|=2.15^{+1.61}_{-0.64}\times10^{-14}\,\text{GeV}^{-1}$、轴子-电子耦合 $g_{Aee}=3.29^{+2.47}_{-0.98}\times10^{-14}$ 等）；大气混合角 $\theta_{23}$、Dirac CP 相位 $\delta_{CP}$，以及考虑量子修正后正常质量序与倒序下的 $0\nu\beta\beta$ 衰变率。