Аксион (символ а) гипотетическая
нейтральная псевдоскалярная частица, введённая
для сохранения CP-инвариантности
квантовой хромодинамики (КХД). Аксион должен распадаться
на 2 фотона.
Лагранжиан КХД может содержать т. н. 
-член,
не нарушающий перенормируемости теории:
,
где 
- напряженность глюонного
поля, - безразмерная константа, 
- абсолютно антисимметричный тензор. Такой член
нарушает CP-инвариантность КХД. Ее восстановление является одной из важных проблем
теории. В 1977 Р.Д. Печчеи (R.D. Peccei) и Х.Р.
Куинн (H.R. Quinn) заметили, что если лагранжиан
классической хромодинамики
обладает дополнительной U(1) (U(1)PQ) симметрией, соответствующей
киральным преобразованиям, то в эффективном
квантовом лагранжиане из-за аномалии
в дивергенции аксиального
тока возникает дополнительный член. Он
имеет ту же структуру,
что и -член, но коэффициент при нем произволен и
пропорционален углу поворота кварковых полей. В
результате, теории с различными
значениями
становятся эквивалентными теории с =0.
В 1978 С. Вайнберг и Ф.
Вильчек показали, что спонтанное нарушение симметрии U(1)PQ
вакуумными средними V Хиггса полей
приводит к появлению легкого псевдоскалярного
голдстоуновского бозона, получившего название
аксион (из-за связи с аксиальным током).
Если бы симметрия U(1)PQ
не нарушалась явно аномалией в аксиальном токе, то аксион был бы безмассовым. В
действительности масса аксиона пропорциональна 1/V и изменяется
в широких пределах
в
зависимости от вида взаимодействий полей Хиггса.
В простейшем, стандартном, варианте теории 
100 ГэВ,
и возникает аксион с массой
100 кэВ. Однако, существование такого аксиона противоречит
экспериментальным данным (в частности, не обнаружено фотонов от распадов 
и 
-частиц, 
). В теориях Великого объединения
взаимодействий имеются хиггсовские поля с
большими
значениями V, и в этих теориях возможно существование "призрачного"
аксиона, который имеет очень малую массу и очень слабо взаимодействует с веществом.
Хотя такой
аксион
"спасает" CP-симметрию, его непосредственные
экспериментальные проявления должны быть исчезающе малыми.
