解构化 Dirac 单极子的内部结构

本文研究解构化 $U(1)$ 规范理论中 Dirac 磁单极子的内部结构。解构化的 $U(1)$ 规范理论具有产品型 $U(1)^N$ 规范群，其最终会归约为对角 $U(1)_{\mathrm{diag}}$ 规范群。将来自每个 $U(1)$ 规范群的 Dirac 单极子在三维空间中线性叠加，即可构成一个在未归约的 $U(1)_{\mathrm{diag}}$ 规范群下具有单位磁荷的 Dirac 单极子。然而，来自每个 $U(1)$ 规范群的 Dirac 单极子在未归约的 $U(1)_{\mathrm{diag}}$ 规范群下具有相同符号的分数磁荷，这使得这些“组成” Dirac 单极子之间发生排斥。因此，要使 $U(1)_{\mathrm{diag}}$ 规范群下的“复合” Dirac 单极子稳定，必须存在克服磁库仑排斥力的吸引力。我认为，这种吸引力由未归约规范群的 Nielsen-Olesen 类型磁通管提供。这一 $U(1)_{\mathrm{diag}}$ 规范群下复合 Dirac 单极子的内部结构类似于 Saraswat 在 arXiv:1608.06951 所构建模型中发现的复合磁单极子。我估算了 $U(1)_{\mathrm{diag}}$ 规范群下 Dirac 单极子的尺度，这是通过磁库仑力与磁通管张力力之间的平衡实现的。结果对 Weak Gravity Conjecture 提出了简要讨论。