АКСИОН

Аксион - Аксион (символ а) гипотетическая нейтральная псевдоскалярная частица, введённая для сохранения CP-инвариантности квантовой хромодинамики (КХД). Аксион должен распадаться на 2 фотона. Лагранжиан КХД может содержать т. н. -член, не нарушающий перенормируемости теории: , где - напряженность глюонного поля, - безразмерная константа, - абсолютно антисимметричный тензор. Такой член нарушает CP-инвариантность КХД. Ее восстановление является одной из важных проблем теории. В 1977 Р.Д. Печчеи (R.D. Peccei) и Х.Р. Куинн (H.R. Quinn) заметили, что если лагранжиан классической хромодинамики обладает дополнительной U(1) (U(1)PQ) симметрией, соответствующей киральным преобразованиям, то в эффективном квантовом лагранжиане из-за аномалии в дивергенции аксиального тока возникает дополнительный член. Он имеет ту же структуру, что и -член, но коэффициент при нем произволен и пропорционален углу поворота кварковых полей. В результате, теории с различными значениями становятся эквивалентными теории с =0. В 1978 С. Вайнберг и Ф. Вильчек показали, что спонтанное нарушение симметрии U(1)PQ вакуумными средними V Хиггса полей приводит к появлению легкого псевдоскалярного голдстоуновского бозона, получившего название аксион (из-за связи с аксиальным током). Если бы симметрия U(1)PQ не нарушалась явно аномалией в аксиальном токе, то аксион был бы безмассовым. В действительности масса аксиона пропорциональна 1/V и изменяется в широких пределах в зависимости от вида взаимодействий полей Хиггса. В простейшем, стандартном, варианте теории 100 ГэВ, и возникает аксион с массой 100 кэВ. Однако, существование такого аксиона противоречит экспериментальным данным (в частности, не обнаружено фотонов от распадов и -частиц, ). В теориях Великого объединения взаимодействий имеются хиггсовские поля с большими значениями V, и в этих теориях возможно существование "призрачного" аксиона, который имеет очень малую массу и очень слабо взаимодействует с веществом. Хотя такой аксион "спасает" CP-симметрию, его непосредственные экспериментальные проявления должны быть исчезающе малыми.