Consecuencia esperada del término $\theta F^{\mu\nu}\tilde{F}_{\mu\nu}$ en el Modelo Estándar

Question

Existe un acoplamiento en el modelo estándar de la forma $\theta F^{\mu\nu}\tilde{F}_{\mu\nu}$ donde $F^{\mu\nu}$ es la intensidad de campo QCD. He leído que $\theta<10^{-8}$ que se especula que está relacionado con la simetría Peccei-Quinn.

1. ¿Cuáles serían las consecuencias de este término si $\theta$ no eran pequeños? En particular, sé que este término es violador de las CP. ¿Cómo se manifestará esta violación del CP en los experimentos?

2. ¿Cómo sabemos que $\theta<10^{-8}$ ?

Answer 1

Para responder al punto $2$ , $\theta$ se deriva del momento dipolar eléctrico del neutrón que se mide como $<10^{-18}\,\text{e}\cdot\text{m}$ . Se puede demostrar que el momento dipolar es proporcional a $\theta$ y de ahí puedes obtener tu límite superior para $\theta$ . Véase Donoghue, Golowich, Holstein - "Dynamics of the Standard Model", páginas 44-45 para más detalles.

En cuanto a su primera pregunta, un valor de $\theta$ diferente de $0$ haría $CP$ no es una simetría para la QCD, pero no sé realmente qué efecto podría tener esto en detalle.

Answer 2

El término $\theta F^{\mu\nu}\tilde{F}_{\mu\nu}$ da los campos cromoeléctricos y magnéticos $\theta \vec E\cdot\vec B$ . Para compensar este ángulo $\theta$ se introduce un campo escalar que tiene la ecuación de onda $$\square\phi~=~\phi\vec E\cdot\vec B.$$ Si este término incluye el campo electromagnético $SU(3)\times U(1)$ este campo escalar se acopla a campos eléctricos y magnéticos. Este campo escalar se llama axión. Puede tener en la ecuación anterior física aguda con el campo QED.