軸子與強 CP 問題

大多數物理過程不論你把時間正放還是倒放，看上去都一樣——一段撞球碰撞的影片倒著播放仍然遵守規則。強交互作用原則上可以包含一個內建的項，破壞這一類對稱性，那將會，例如，使中子帶上一點偏斜的電荷分布。實驗已極盡努力地尋找，發現那種偏斜基本上為零。強 CP 問題就是這個謎：那個破壞對稱性的項，自然本可以讓它相當可觀，為何卻離零近得離譜。

領頭的解法把這個惹麻煩的固定數字升格為一個可動的場，讓它自行鬆弛到那個把對稱性破壞關掉的值。量子理論隨即指出，那個場必須有自己的粒子——輕、電中性、幾乎不發生作用——被命名為軸子。把它想成一個球安頓到光滑碗底：無論從哪裡出發，它都會滾到強 CP 項消失的那一點，而球繞碗底的細小晃動就是軸子。

軸子之所以加倍誘人，是因為除了醫治強 CP 問題，一個在早期宇宙中產生的極輕軸子本身也可能就是暗物質——一個與沉重的 WIMP 頗為不同的候選者。如今實驗透過設法在強磁場裡把軸子轉化成微弱的微波光子，或透過尋找從太陽湧出的軸子，來搜尋它。至今尚無探測，但隨著 WIMP 搜尋一無所獲，軸子已從一個邊緣想法躍升為超越標準模型物理中被最積極追逐的候選者之一。