类轴子模型中绕环面结真空缠绕的弦-壁复合体

我们研究一个含带电标量 $\phi$ 与双重带电标量 $\zeta$ 的全局 $U(1)$ 对称简单类轴子模型。我们模型的一个特殊之处在于其真空流形为环面结。我们考虑一种层级对称破缺情形：$\zeta$ 先凝聚而产生宇宙学 $\zeta$-弦，随后 $\phi$ 的凝聚导致跨越 $\zeta$-弦的域壁形成。我们发现壁的形成经历两种不同 regime，取决于 $\zeta$ 与 $\phi$ 间相对 $U(1)$ 显式破缺项的大小。其一为弱相互作用 regime，壁伴随另类宇宙学 $\phi$ 弦出现；其二为强相互作用 regime，无额外弦出现。在两 regime 中，$\zeta$-弦、$\phi$-弦与壁单独均非拓扑的，但恰当数目弦与壁的整体复合体在拓扑上稳定，由环面结的基本同伦群刻画。我们通过第一性原理宇宙学二维模拟确认了弦-壁系统的形成与结构。我们发现了处于平衡的 stable 弦-壁复合体，其中 $\zeta$-弦间排斥力与壁张力相平衡，以及弦-壁复合体的新颖重连现象。