解决强 CP 问题的多轴子解的结构

一项广泛的实验项目正瞄准由单轴子解决强 CP 问题的方案所预测的 QCD 轴子带。多轴子理论为偏离这一标准图景提供了充分的动机，因为额外状态通常会改变质量-光子耦合关系。我们研究了解决强 CP 问题的多轴子解的一般结构，并探讨了由此产生的不同定性质量-耦合模式，包括位于 QCD 带右侧的轴子、位于其左侧实验可及区域的轴子，以及 QCD 轴子带本身发生位移的场景。这种一般性处理揭示了更为严格的假设所无法涵盖的广泛唯象可能性。特别地，我们确定了 Peccei-Quinn 对称性破缺的结构以及 QCD 与电磁反常之间的相对对齐，作为决定轴子在参数空间中位置的关键因素。结合这些因素，我们推导出了 $N$-轴子系统的通用求和规则，该规则同时包含了一般的 PQ 破缺与非普适反常系数。我们将该框架应用于双轴子系统及一般多轴子设定，识别出了使不同唯象机制自然产生的 UV 完备理论。我们的结果推动了扩展的轴子搜索项目，并对我们理解基础物理及标准模型的紫外完备化具有启示意义。