超越标准模型新物理之有效场论研究:光子与极轻粒子的相互作用

最新实验进展表明，强外场下的真空性质可能包含超越标准模型新物理的信息：由于光子与极轻粒子（质量为eV量级或以下）的相互作用，入射光束的偏振性质发生了改变，而且改变量远超过量子电动力学的预言值。几年内，这一结果将被一批新实验检验。这些极轻粒子在许多新物理模型能自然出现；尤其是axion类粒子，它能解决量子色动力学中的strong CP问题，又是宇宙暗物质的极佳候选者。本项目采用有效场论方法，通过考虑光子与极轻粒子的一般作用形式，研究它们在强外场真空中的演化，预言在新实验中的物理效应，探讨缓和实验室实验与天体观测结果之间矛盾的粒子物理机制。本项目还将研究低能有效作用所隐含的高能标基本理论的可能形式，及其在高能对撞机上的特征物理反应。本项目是一项粒子物理唯象学研究，但其结论对天体物理、宇宙学研究也将产生影响。