Publication

Gravitational Origin of the QCD Axion

Mikhail Chapochnikov
2025

Résumé

Gravity can give rise to (pseudo)scalar fields—for instance due to torsion. In particular, axions of gravitational origin have been proposed as a minimal and compelling solution to the strong CP problem. In this Letter, we critically examine the feasibility of this proposal. We demonstrate that models in which the scalar field couples to fermionic currents only through derivatives do not yield a satisfactory axion. Moreover, we identify the necessary conditions for generating a gravitational axion through quantum effects, highlighting Weyl-invariant Einstein-Cartan gravity as a promising theoretical setting.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/8518bc90-2a69-4857-bb4e-8ab9c8e3fc84

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Concepts associés (32)

Gravitational potential

In classical mechanics, the gravitational potential at a point in space is equal to the work (energy transferred) per unit mass that would be needed to move an object to that point from a fixed reference point. It is analogous to the electric potential with mass playing the role of charge. The reference point, where the potential is zero, is by convention infinitely far away from any mass, resulting in a negative potential at any finite distance.

Gravité quantique

La gravité quantique est une branche de la physique théorique tentant d'unifier la mécanique quantique et la relativité générale. Une telle théorie permettrait notamment de comprendre les phénomènes impliquant de grandes quantités de matière ou d'énergie sur de petites dimensions spatiales, tels que les trous noirs ou l'origine de l'Univers. L'approche générale utilisée pour obtenir une théorie de la gravité quantique est, présumant que la théorie sous-jacente doit être simple et élégante, d'examiner les symétries et indices permettant de combiner mécanique quantique et la relativité générale en une théorie globale unifiée.

Onde gravitationnelle

En physique, une onde gravitationnelle, appelée parfois onde de gravitation, est une oscillation de la courbure de l'espace-temps qui se propage à grande distance de son point de formation. Albert Einstein a prédit l'existence des ondes gravitationnelles en : selon sa théorie de la relativité générale qu’il venait de publier, de même que les ondes électromagnétiques (lumière, ondes radio, rayons X, etc.) sont produites par les particules chargées accélérées, les ondes gravitationnelles seraient produites par des masses accélérées et se propageraient à la vitesse de la lumière dans le vide.

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