Peccei-Quinn mechanism and axion interactions in the 3-3-1 model with Cosmological Inflation
Description
Based on the Peccei-Quinn (PQ) assignment, the PQ charge operator in the 3-3-1 model with Cosmological Inflation is constructed in terms of diagonal generators $T_3$ and $T_8$ of the $SU(3)_L$ subgroup. The formula shows that difference of PQ charges of up and down quarks is 2, i.e., $\De Q_A =2$, while for electric charge, are assumed to be equal, while the ($Q_A$) are opposite. PQ charge of neutral scalars equal $\pm 2$, while for charged scalars, it vanishes. The couplings of axion with fermions are presented. To have correct kinetic term for the axion, the PQ scale $f_{a}$ is to be VEV of the singlet scalar boson, namely, $f_{a}= v_\phi$. The photon couples to charged particles only, while in this model, the axion does not couple to charged scalar/gauge bosons. The point is worth emphasizing that the axion has doubly derivative coupling with scalar playing the role of inflaton. The new effects mainly happen in the energy region from $10^7 \, \gev$ to $10^{11} \, GeV$. The chiral effective Lagrangian as usually provides axion mass consistent with model-independent prediction.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
بناءً على تعيين Peccei - Quinn (PQ)، يتم إنشاء مشغل شحن PQ في نموذج 3-3-1 مع التضخم الكوني من حيث المولدات القطرية $T _3 $ و $T _8 $ من المجموعة الفرعية $SU(3)_L$. توضح الصيغة أن الفرق بين رسوم PQ للكواركات الصاعدة والهابطة هو 2، أي $\De Q_A =2 $، بينما بالنسبة للشحنة الكهربائية، من المفترض أن تكون متساوية، في حين أن ($Q_A$) معاكسة. تساوي رسوم PQ من المقاييس المحايدة $\pm 2 $، بينما بالنسبة للقياسات المشحونة، فإنها تختفي. يتم تقديم وصلات الأكسيون مع الفرميونات. للحصول على الحد الحركي الصحيح للمحور، يجب أن يكون مقياس PQ $f _{ a }$ هو VeV للبوزون القياسي الفردي، أي $f _{ a }= v _\ phi$. يقترن الفوتون بالجسيمات المشحونة فقط، بينما في هذا النموذج، لا يقترن المحور بالبوزونات العددية/المقياسية المشحونة. هذه النقطة تستحق التأكيد على أن المحور لديه اقتران مشتق مضاعف مع عددية تلعب دور النفخ. تحدث التأثيرات الجديدة بشكل أساسي في منطقة الطاقة من $ 10^7 \، \gev $ إلى $ 10^{ 11}\، GeV$. يوفر لاغرانجيان الفعال المراوانى كما هو الحال عادة كتلة أكسيون متسقة مع التنبؤ المستقل عن النموذج.Translated Description (French)
Sur la base de l'affectation Peccei-Quinn (PQ), l'opérateur de charge PQ dans le modèle 3-3-1 avec Inflation Cosmologique est construit en termes de générateurs diagonaux $T_3 $ et $T_8 $ du sous-groupe $SU(3)_L$ . La formule montre que la différence des charges PQ des quarks ascendants et descendants est de 2, c'est-à-dire que $ \De Q_A =2 $ , tandis que pour la charge électrique, sont supposés être égaux, tandis que les ($Q_A$ ) sont opposés. La charge PQ des scalaires neutres est égale à $ \pm 2 $ , tandis que pour les scalaires chargés, elle disparaît. Les couplages de l'axion avec les fermions sont présentés. Pour avoir un terme cinétique correct pour l'axion, l'échelle PQ $f_{a}$ doit être VEV du boson scalaire singulet, à savoir, $f_{a}= v_\phi$ . Le photon se couple uniquement aux particules chargées, tandis que dans ce modèle, l'axion ne se couple pas aux bosons scalaires/de jauge chargés. Il convient de souligner que l'axion a un couplage doublement dérivé avec le scalaire jouant le rôle d'inflaton. Les nouveaux effets se produisent principalement dans la région de l'énergie de $ 10^7 \, \gev$ à $ 10^{11} \, GeV$ . Le Lagrangien effectif chiral comme d'habitude fournit une masse axionique compatible avec la prédiction indépendante du modèle.Translated Description (Spanish)
Con base en la asignación de Peccei-Quinn (PQ), el operador de cargo PQ en el modelo 3-3-1 con Inflación Cosmológica se construye en términos de generadores diagonales $T_3 $ y $T_8 $ del subgrupo $SU(3)_L$. La fórmula muestra que la diferencia de las cargas PQ de los quarks up y down es 2, es decir, $\De Q_A =2 $, mientras que para la carga eléctrica, se supone que son iguales, mientras que las ($Q_A$) son opuestas. El cargo PQ de los escalares neutros equivale a $\pm 2 $, mientras que para los escalares cargados, desaparece. Se presentan los acoplamientos de axión con fermiones. Para tener el término cinético correcto para el axión, la escala PQ $f_{a}$ debe ser VEV del bosón escalar singlete, a saber, $f_{a}= v_\phi$. El fotón se acopla solo a partículas cargadas, mientras que en este modelo, el axión no se acopla a bosones escalares/gauge cargados. Vale la pena enfatizar que el axión tiene un acoplamiento doblemente derivado con el escalar que desempeña el papel de inflatón. Los nuevos efectos ocurren principalmente en la región energética de $ 10^7 \, \gev$ a $ 10^{11} \, GeV$. El lagrangiano quiral efectivo generalmente proporciona una masa de axión consistente con la predicción independiente del modelo.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- آلية Peccei - Quinn وتفاعلات axion في نموذج 3-3-1 مع التضخم الكوني
- Translated title (French)
- Mécanisme de Peccei-Quinn et interactions axionales dans le modèle 3-3-1 avec Inflation Cosmologique
- Translated title (Spanish)
- Mecanismo de Peccei-Quinn e interacciones axion en el modelo 3-3-1 con Inflación Cosmológica
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4387390226
- DOI
- 10.48550/arxiv.2310.02820