阿贝尔即时子与单极子散射

通常认为$4D$即时子只能在非阿贝尔理论中出现。本文通过在Dirac单极子背景下的QED$_4$（带有$N_f$种Dirac费米子）中显式构造即时子，重新审视了这一常规智慧。这是一种在单极子无限重量（因此点状）且静止的限制下，描述费米子与't Hooft-Polyakov单极子相互作用的低能有效场论。该理论——Rubakov和Callan所研究的非拓扑区——的结构远比以前所探索的更丰富。我们展示了如何计算拓扑即时子数，证明了't Hooft零模在此类即时子附近局部化的存在，并表明即时子在路径积分中提供了Callan-Rubakov过程的底层机制，即单极子催化的质子衰变，其横截面积满足单位界限。我们的计算依赖于正确识别单极子催化的相关$2D$有效场论，即在有效$AdS_2$度规中的Axial QED$_2$。