Введение

Теория Пеццеи-Кинна – хорошо известное и давнее предложение по разрешению сильной CP-проблемы, сформулированное Роберто Пеццеи и Хелен Куинн в 1977 году. Теория вводит новую аномальную симметрию в Стандартную модель вместе с новым скалярным полем, которое спонтанно нарушает эту симметрию при низких энергиях, порождая аксион, подавляющий нежелательное нарушение CP-инвариантности. Эта модель давно исключена экспериментальными данными и заменена схожими моделями невидимых аксионов, использующими тот же механизм для решения сильной CP-проблемы.

Невидимые модели аксиона

Для работы модели Печчей–Квинна константа распада должна быть установлена на электрослабой шкале, что приводит к появлению тяжелого аксиона. Такой аксион давно исключен экспериментами, например, на основе ограничений, полученных из редких распадов каонов. Вместо этого существует множество модифицированных моделей, называемых моделями невидимых аксионов, которые вводят новое скалярное поле независимо от электрослабого масштаба, что позволяет достичь гораздо больших значений вакуумного ожидания и, следовательно, получить очень легкие аксионы. Наиболее популярными из этих моделей являются модели Ким–Шифмана–Вейнштейна–Захарова (KSVZ) и Дайна–Фишлера–Средницки–Житницкого (DFSZ). Модель KSVZ вводит новый дублет тяжелых кварков с зарядом PQ, который приобретает массу через член Юкавы, включающий в себя… Поскольку в этой модели единственными фермионами, несущими заряд PQ, являются тяжелые кварки, связей между фермионами Стандартной модели и аксионом на уровне дерева нет. В то же время, модель DFSZ заменяет обычный бозон Хиггса двумя дублетами Хиггса, заряженными PQ, и , которые придают массу фермионам Стандартной модели через обычные члены Юкавы, в то время как новый скаляр взаимодействует со Стандартной моделью только через квартичное взаимодействие. Поскольку оба дублета Хиггса несут заряд PQ, полученный аксион связывается с фермионами Стандартной модели на уровне дерева.