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Universality between vector-like and chiral quiver gauge theories: anomalies and domain walls
Journal of High Energy Physics ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-06-01 , DOI: 10.1007/jhep06(2020)173
Tin Sulejmanpasic , Yuya Tanizaki , Mithat Ünsal

We study low-energy dynamics of [SU( N )] K chiral quiver gauge theories in connection with N $$ \mathcal{N} $$ = 1 super Yang-Mills (SYM) theory, and quantum chromodynamics with bi-fundamental fermions (QCD(BF)). These theories can be obtained by ℤ K orbifold projections of N $$ \mathcal{N} $$ = 1 SU( N K ) SYM theory, but the perturbative planar equivalence does not extend nonperturbatively for K ≥ 3. In order to study low-energy behaviors, we analyze these systems using ’t Hooft anomaly matching and reliable semiclassics on ℝ 3 × S 1 . Thanks to ’t Hooft anomaly that involves 1-form center symmetry and discrete chiral symmetry, we predict that chiral symmetry must be spontaneously broken in the confinement phase, and there exist N vacua. Theories with even K possess a physical θ angle despite the presence of massless fermions, and we further predict the N -branch structure associated with it; the number of vacua is enhanced to 2 N at θ = π due to spontaneous C P breaking. Both of these predictions are explicitly confirmed by reliable semiclassics on R 3 × S 1 with the double-trace deformation. Symmetry and anomaly of odd- K theories are the same as those of the N $$ \mathcal{N} $$ = 1 SYM, and the ones of even- K theories are same as those of QCD(BF). We unveil why there exists universality between vector-like and chiral quiver theories, and conjecture that their ground states can be continuously deformed without quantum phase transitions. We briefly discuss anomaly inflow on the domain walls connecting the vacua of the theory and possible anomaly matching scenarios.

中文翻译:

类向量和手性箭袋规范理论之间的普遍性:异常和畴壁

我们研究 [SU( N )] K 手性箭袋规范理论的低能动力学与 N $$ \mathcal{N} $$ = 1 超级杨米尔斯 (SYM) 理论和双基频费米子的量子色动力学有关(QCD(BF))。这些理论可以通过 N $$ \mathcal{N} $$ = 1 SU( NK ) SYM 理论的 ℤ K orbifold 投影得到,但是对于 K ≥ 3,微扰平面等价不会非微扰扩展。能量行为,我们在 ℝ 3 × S 1 上使用 't Hooft 异常匹配和可靠的半经典分析这些系统。由于涉及 1 型中心对称和离散手征对称的 't Hooft 异常,我们预测手征对称必须在限制阶段自发破坏,并且存在 N 真空。尽管存在无质量费米子,但具有偶数 K 的理论仍具有物理 θ 角,我们进一步预测了与之相关的 N 分支结构;由于自发的 CP 破坏,真空数在 θ = π 时增加到 2 N。这两个预测都被具有双迹变形的 R 3 × S 1 上的可靠半经典模型明确证实。奇-K 理论的对称性和异常与 N $$ \mathcal{N} $$ = 1 SYM 相同,偶-K 理论与 QCD(BF) 相同。我们揭示了为什么类矢量和手征箭袋理论之间存在普遍性,并推测它们的基态可以在没有量子相变的情况下连续变形。我们简要讨论连接理论真空和可能的异常匹配场景的畴壁上的异常流入。由于自发的 CP 破坏,真空数在 θ = π 时增加到 2 N。这两个预测都被具有双迹变形的 R 3 × S 1 上的可靠半经典模型明确证实。奇-K 理论的对称性和异常与 N $$ \mathcal{N} $$ = 1 SYM 相同,偶-K 理论与 QCD(BF) 相同。我们揭示了为什么在类矢量和手征箭袋理论之间存在普遍性,并推测它们的基态可以在没有量子相变的情况下连续变形。我们简要讨论连接理论真空和可能的异常匹配场景的畴壁上的异常流入。由于自发的 CP 破坏,真空数在 θ = π 时增加到 2 N。这两个预测都被具有双迹变形的 R 3 × S 1 上的可靠半经典模型明确证实。奇-K 理论的对称性和异常与 N $$ \mathcal{N} $$ = 1 SYM 相同,偶-K 理论与 QCD(BF) 相同。我们揭示了为什么在类矢量和手征箭袋理论之间存在普遍性,并推测它们的基态可以在没有量子相变的情况下连续变形。我们简要讨论连接理论真空和可能的异常匹配场景的畴壁上的异常流入。奇-K 理论的对称性和异常与 N $$ \mathcal{N} $$ = 1 SYM 相同,偶-K 理论与 QCD(BF) 相同。我们揭示了为什么在类矢量和手征箭袋理论之间存在普遍性,并推测它们的基态可以在没有量子相变的情况下连续变形。我们简要讨论连接理论真空和可能的异常匹配场景的畴壁上的异常流入。奇-K 理论的对称性和异常与 N $$ \mathcal{N} $$ = 1 SYM 相同,偶-K 理论与 QCD(BF) 相同。我们揭示了为什么在类矢量和手征箭袋理论之间存在普遍性,并推测它们的基态可以在没有量子相变的情况下连续变形。我们简要讨论连接理论真空和可能的异常匹配场景的畴壁上的异常流入。
更新日期:2020-06-01
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