轴子与强 CP 问题

大多数物理过程不论你把时间正放还是倒放，看上去都一样——一段台球碰撞的影片倒着播放仍然遵守规则。强相互作用原则上可以包含一个内建的项，破坏这一类对称性，那将会，例如，使中子带上一点偏斜的电荷分布。实验已极尽努力地寻找，发现那种偏斜基本上为零。强 CP 问题就是这个谜：那个破坏对称性的项，自然本可以让它相当可观，为何却离零近得离谱。

领头的解法把这个惹麻烦的固定数字升格为一个可动的场，让它自行松弛到那个把对称性破坏关掉的值。量子理论随即指出，那个场必须有自己的粒子——轻、电中性、几乎不发生作用——被命名为轴子。把它想成一个球安顿到光滑碗底：无论从哪里出发，它都会滚到强 CP 项消失的那一点，而球绕碗底的细小晃动就是轴子。

轴子之所以加倍诱人，是因为除了医治强 CP 问题，一个在早期宇宙中产生的极轻轴子本身也可能就是暗物质——一个与沉重的 WIMP 颇为不同的候选者。如今实验通过设法在强磁场里把轴子转化成微弱的微波光子，或通过寻找从太阳涌出的轴子，来搜寻它。至今尚无探测，但随着 WIMP 搜寻一无所获，轴子已从一个边缘想法跃升为超越标准模型物理中被最积极追逐的候选者之一。