¿El mecanismo Peccei-Quinn (PQ) requiere un ajuste fino?

El problema de CP fuerte : el parámetro theta QCD no puede ser arbitrariamente pequeño debido a la doctrina de naturalidad de 't Hooft (un parámetro puede ser arbitrariamente pequeño solo cuando ponerlo a cero proporciona una simetría extendida en la teoría).

Poner QCD theta a cero no proporciona conservación de CP porque ya está roto en interacciones débiles. Entonces no es un coeficiente natural. Entonces se habla de la simetría de Peccei-Quinn . La simetría PQ se rompe por el vev del campo de axiones y proporciona una solución dinámica de la pequeñez de theta. Pero originalmente theta del efecto QCD puede ser arbitrariamente grande, no tenemos ningún control sobre eso. Exigimos que la escala de ruptura axiónica de vev y PQ sea tal que juntas cancelen theta neta. Las escalas de ruptura de QCD y PQ pueden ser muy diferentes y aun así hacen este trabajo de mantener theta pequeña junta mediante algún tipo de cancelación. ¿No es una especie de ajuste fino, por lo tanto, antinatural?

Respuestas (1)

Si asume el término theta de QCD puro, se vuelve a hacer la contribución a la energía del vacío después de la ruptura espontánea de la simetría quiral de QCD. De verdad, desde GRAMO a GRAMO ~ a término es la derivada completa GRAMO GRAMO ~ = m k m , entonces no hace la contribución en cantidades observadas. Sin embargo, cerca de la escala de simetría QCD que rompe el estado fantasma ficticio sin masa, que se acopla a k m , surgir, y luego el correlador

(1) k ( 0 ) d 4 X | T ( GRAMO GRAMO ~ ( X ) GRAMO GRAMO ~ ( 0 ) ) | < 0 ,
grados de los cuales determina la expansión de la serie de energía de vacío, se vuelve distinto de cero:
mi vacaciones ( θ ) k ( 0 ) C o s ( θ )
Como resultado, la energía del vacío se vuelve dependiente de θ , por lo que será preferible establecer θ a cero. Si introduces PQ goldstone a , entonces la energía del vacío se convierte en función de a θ . Cuando ( 1 ) se vuelve distinto de cero, entonces la minimización de la energía del vacío será solo para a = θ .

Pequeño comentario. La simetría PQ no está marcada por el campo de axiones VEV. Se rompe por el VEV de alguna forma bilineal de fermiones muy masivos o por el VEV tipo Higgs. Como resultado, en el espectro de la teoría del campo efectivo aparece el campo de Goldstone llamado axión. Se comporta como la fase goldstone hasta la fase de rotura espontánea de ACD, cuyos efectos no perturbativos (ver el fantasma y ( 1 ) ) rompe la simetría PQ explícitamente (no lo hace el axión VEV), hasta un subgrupo discreto.