Production of matter in the universe via after-GUT interaction
在本文中，我们提出了一个模型的生产的普通和暗物质的衰变中的一个假设的反引力介质中的凝聚体的形式（零动量）无自旋的大质量粒子（表示为$ϕ$）填充宇宙。$ϕ$ -粒子衰变为重子、轻子和暗物质粒子是由电弱统一和大统一之间的质量尺度的某些（后大统一）相互作用引起的。观测到的暗能量被认为是一部分凝结物，它在测量的瞬间还没有衰变。$ϕ$ -粒子$Γ_ϕ$的衰变速率通过三个参数表示-耦合常数$α_{X}$、质量标度$M_{X}$（其定义作为后GUT相互作用的介体的$X$ -粒子的质量）和赋予衰变产物的能量。我们证明了暗物质粒子$m_χ\approx 5$ GeV和$ϕ$ -粒子$m_ϕ\approx 15$ GeV的质量可以从7年WMAP和其他关于重子、暗物质和暗能量密度对我们宇宙中总物质-能量密度预算的贡献的天体物理数据中提取。这种质量的轻WIMP暗物质与CoGeNT，DAMA和CDMS最近的观测结果一致。所得到的$ϕ$ -粒子和暗物质粒子的质量与后GUT相互作用的耦合常数$α_{X} \sim 1/70 at $ M_{X} \sim 6 \times 10^{10} $ GeV, and the decay rate $ Γ-\approx 2 \times 10^{-18}\，{s}^{-1}$一致。计算了产生暗物质粒子的反应截面
2011-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Baryogenesis Below The Electroweak Scale
我们提出了一个新的替代重子生成，解决了一些与大统一理论和电弱的情况下，甚至在适度的扩展标准模型，这可能允许重子生成的问题。如果宇宙在暴胀后不会再加热到电弱标度以上，那么就不会产生大统一理论重子，同时也不会产生大量的热闪锌矿、引力子和单极子。然而，通过预热的非热产生sphaleron配置可以产生观察到的宇宙重子不对称性。
1999-02-22 astro-ph hep-ph hep-th
GUT Baryogenesis With Primordial Black Holes
在基于大统一理论（GUTs）的重子生成模型中，宇宙的重子不对称性是由极早期宇宙中质量很大的规范或希格斯玻色子玻色子的CP和重子数违反平衡衰变产生的。然而，最近对通货膨胀规模和随后的再加热温度的限制，给许多这样的模型带来了压力。在本文中，我们考虑的作用，原始黑洞可能已经发挥了在过程中的GUT重子。通过霍金蒸发，黑洞可以有效地产生GUT希格斯或规范玻色子，而不管这些粒子的质量或早期宇宙的温度如何。此外，在参数空间的重要区域，黑洞在电弱相变后蒸发，自然避免了通常在基于$SU(5)$的GUT模型中遇到的sphaleron洗出问题。我们确定了广泛的情况下，黑洞可以促进通过生产和衰变的大统一体玻色子的重子不对称性的产生。
2020-10-02 astro-ph.CO hep-ph
Supercooling and Nucleation in Phase Transitions of the Early Universe -
假设宇宙经历过的三种相变--大统一理论相变、电-弱相变和夸克-强子相变--如果假设它们是一阶相变，就会产生非常重要的物理效应。同样重要的是，在这些转变处产生足够的过冷，使得较低温度相脱离较高温度相的成核速率大。我们认为，在有限尺寸标度理论的基础上，夸克强子和电弱跃迁的宇宙也没有过冷到足以产生相当大的成核率。只有对于GUT转变，成核概率似乎是显着的。
1993-09-21 astro-ph hep-ph
Non-Compact $AdS_5$ Universe with Parallel Positive Tension 3-Branes
我们在$M^4 \times R^1$和$M^4 \times R^1/Z_2$上构造了只具有平行正张力3-膜的一般模型。宇宙学常数是沿着第五维的截面常数。在这个一般的场景中，每个膜上的5维GUT标度可以被识别为5维普朗克标度，但是，4维普朗克标度是从我们世界的低4维GUT标度指数生成的。我们还给出了两个简单的模型来明确地展示如何解决规范层次问题。
2000-01-12 hep-ph hep-th
GUT Baryogenesis after Preheating
在暴胀结束时，宇宙被冻结在一个相干标量场中具有能量密度的近零熵状态，必须被“压缩”才能产生观测到的熵和重子数。我们认为重子不对称性是由大统一理论（GUT）玻色子在暴胀后的预热阶段非热衰变产生的。我们表明，重子生成是可能的暴胀子质量的顺序为10^{13} GeV和一个GUT希格斯玻色子质量的顺序为10^{14} GeV，从而解决了许多缺点所面临的GUT重子生成在旧的再加热方案。
1996-10-24 astro-ph hep-ph
Minimal supersymmetric SO(10) GUT with doublet Higgs
我们提出了一个简单的超对称SO（10）GUT模型，模型中只有二重态Higgs标量。费米子质量问题自然地由一个新的单圈图来解决。R宇称是守恒的，这意味着一个稳定的LSP可以解释宇宙的暗物质。中微子质量有两个贡献，一个依赖于夸克质量的平方，而另一个是独立的，类似于II型跷跷板机制。在后一种情况下，$b-τ$统一意味着大的中微子混合角。宇宙的重子不对称性可以用轻子生成来解释。
2004-09-06 hep-ph
GUT Scalar Potentials for Higgs Inflation
我们已经研究了一些大统一理论模型，以寻找它们的希格斯场可能是早期宇宙暴胀的原因。除了具有固有普朗克质量参数的模型之外，我们还考虑了经典标度不变模型，其中普朗克标度本身以及大统一理论标度是由自发的规范对称性破缺引起的。我们发现，在一个非超对称SU（5）与通常的伴随希格斯粒子，但与曲率的大的非最小耦合，有平坦的方向，可能会导致通货膨胀。有趣的是，最低能量的一个分裂成SU（3）× SU（2）× U（1），正如规范耦合统一所建议的那样。此外，我们表明，这个平坦的方向是稳定的，对其他方向的小波动。我们试图将其扩展到超对称GUTS，包括全球引力和超引力，但没有成功找到这种类型的可接受模型。通常情况下，这种模型要么受到负真空能量的影响，要么受到快子模式的影响。我们还考虑了一个变种的“倒置层次”模型，其中的大统一思想规模是由尺寸嬗变，但无法找到一个现象学上可以接受的模型。
2012-09-14 gr-qc hep-ph hep-th
Cosmological Collider Signals of Non-Gaussianity from Higgs boson in GUT
宇宙对撞机物理学使我们有机会通过观察在宇宙微波背景上的暴胀过程中产生的时空波动来探测高能物理。换句话说，它是一种通过精确观测宇宙来研究地球加速器无法达到的能量尺度上的物理学的方法。本文主要讨论了大统一理论中的尺度与暴胀的能量尺度接近的情况，并在树的层次上通过交换大统一理论中的希格斯玻色子计算暴胀子的三点函数.结果表明，在不对模型参数进行大幅度微调的情况下，我们的结果与当前观测到的非高斯性限制是一致的，并且根据我们的模型参数，我们有可能通过21 cm光谱、未来的LSS和未来的CMB探测到大统一理论中希格斯玻色子玻色子的特征.
2022-11-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
What is found upon defrosting the Universe after inflation
在暴胀结束时，宇宙被冻结在一个相干标量场中具有能量密度的近零熵状态，必须被“压缩”才能产生观测到的熵和重子数。重子不对称性可能是由膨胀后预热阶段产生的超大质量大统一理论（GUT）玻色子的衰变产生的，从而解决了GUT重子生成在旧的再加热方案中面临的许多缺点。
1997-01-02 hep-ph
Return of the grand unified theory baryogenesis: Source of helical hypermagnetic fields for the baryon asymmetry of the universe
已经认为，没有产生$B$ - $L$不对称性的重子生成模型，例如GUT重子生成，不起作用，因为不对称性被电弱闪锌矿子洗除。在这里，我们指出，螺旋超磁场可以产生通过手征磁效应与手征不对称性在这样的重子生成模型。螺旋超磁场然后产生重子不对称性，主要是在电弱对称性破缺，直到今天。因此，不存在$B$ - $L$不对称性的重子生成模型仍然可以作为目前重子不对称性的起源。特别是，如果它能产生主要由$10^{-3}$级右手电子携带的手征不对称性（化学势与温度之比），那么所产生的重子不对称性就可以与我们的宇宙相一致，尽管简单实现的大统一理论重子生成很难满足这个条件。并讨论了克服大统一理论重子发生困难的途径。$B_0\sim 10^{-16 \sim 17}$ G和$λ_0 \sim 10^{-2\sim3}$ pc的星系际磁场是前面讨论过的重子生成情景的确凿证据。
2018-07-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmology with a Master Coupling in Flipped SU(5) $\times$ U(1): The $λ_6$ Universe
我们提出了一个基于翻转SU（5）$\times$ U（1）GUT模型的完整的宇宙学方案，该模型包含Starobinsky类暴胀，并仔细考虑了随后的宇宙学演化。一个单一的主耦合，$λ_6$，连接单线态，GUT希格斯和物质场，控制1）暴胀子衰变和再加热，2）引力子产生率，因此超对称冷暗物质的非热丰度，3）中微子质量和4）宇宙的重子不对称性。
2019-06-20 astro-ph.CO hep-ph
GUT Physics in the era of the LHC
大统一理论（GUT）是标准模型最有趣的高能完善之一，因为它们提供了一个丰富、强大和优雅的群论框架，能够解决我们目前对粒子物理学的理解中存在的各种问题。它们通常作为许多低能BSM理论的激励因素，例如左右对称或超对称模型，并且它们用于填补实验可达到的低能和紫外物理之间的空白。然而，近年来，他们已经从聚光灯下略有下降，有利于“简化”模型与更具体的现象学预测。这篇综述的目的是总结大统一理论的最新研究进展，并论证其在现代物理学中的重要性。实验的最新进展允许在不同的能量尺度上测试GUTs的预测。首先，由于大统一理论可以在早期宇宙的暴胀动力学中发挥作用，它们的印记可以在普朗克卫星的CMB观测中找到。值得注意的是，大统一理论也可以在地面测试中表现出来;几个计划中的实验旨在探测质子的稳定性，并建立其寿命的数量级上限。此外，由于LHC的高能量范围，特定GUT模型的预测甚至可以在LHC上进行测试，通过搜索奇异状态或对味道异常的额外贡献。
2019-07-11 hep-ph hep-th
SO(10) SUSY GUTs, the gravitino problem, non-thermal leptogenesis and axino dark matter
基于规范群SO（10）的简单超对称大统一模型除了规范耦合和物质统一外，还需要t-b-τ汤川耦合统一。汤川耦合统一放置在预期的超粒子质谱强约束，标量质量\sim 10 TeV，而高吉诺质量相当轻。所有超引力模型的一个共同问题来自于早期宇宙中引力子的过度产生：如果引力子是不稳定的，那么它们的后期衰变可能会破坏大爆炸核合成的预测。我们提出了一个Yukawa统一的SO（10）超对称大统一理论方案，该方案避免了引力子问题，通过非热稀薄生成产生了正确的物质-反物质不对称性，并且与WMAP测量的冷暗物质丰度一致，这是由于轴子LSP的存在。为了保持Yukawa统一的超对称模型的宇宙学一致性，我们需要再热温度T_R \sim 10^6-10^7 GeV，轴子质量约为\sim 0.1-10 MeV，PQ破缺标度f_a \sim 10^{12} GeV。
2008-07-14 astro-ph hep-ph
Space-time curvature coupling of spinors in early universe: Neutrino asymmetry and a possible source of baryogenesis
众所周知，当费米子在弯曲时空中传播时，它的自旋与背景时空的曲率耦合。我们认为，在早期弯曲宇宙中传播的中微子的这种相互作用可能会产生一组新的色散关系，然后在平衡时中微子不对称。我们证明了这与Bianchi模型描述均匀，但各向异性和轴对称的宇宙。当温度T ~ 10^{15} GeV时，如果轻子数破坏过程在10^{-37}秒冻结，则中微子不对称性可达10^{-10}量级。因此，从这种轻子不对称性中，无论是通过大统一理论的B-L对称性，还是通过具有B+L对称性的电-弱sphaleron过程，都可以产生相同大小的净重子不对称性。
2005-12-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Formation of multiple winding topological defects in the early universe
基于Kibble机制，通过相位和磁通分布分析，计算了多绕组拓扑缺陷的形成概率。考虑了缺陷的核尺寸，当缺陷的核尺寸远大于Higgs场的关联长度时，可以实现高缠绕组态。例如，如果希格斯场的自耦合常数小于$4\times10^{-4}$，拓扑暴胀可能发生在大统一能量标度的多重绕组串在大统一相变期间产生的。
1999-05-19 astro-ph hep-ph
An $S_4 \times SU(5)$ SUSY GUT of flavour in 6d
我们提出了一个具有超对称$SU(5)$规范对称性的6维模型。紧化后，它解释了起源的$S_4$家族的对称性与CSD 3真空排列，以及$SU(5)$打破与双三重态分裂。该模型自然地解释了所有夸克和轻子（包括中微子）的质量和混合，并结合了高度预测性的小跷跷板结构。它自发地破坏CP对称性，导致在夸克和轻子扇区中成功的CP破坏，同时解决了强CP问题。它也解释了宇宙的重子不对称性（BAU）通过leptogenesis，与leptogenesis阶段直接联系到狄拉克和马约拉纳阶段。
2018-07-11 hep-ph
Some aspects of thermal inflation: the finite temperature potential and topological defects
目前受欢迎的标准模型的扩展通常包含“平子场”，定义为具有大真空期望值和几乎平坦电势的场。如果在早期宇宙中，一个平子场被困在原点，那么在它滚到真正的真空之前，人们会预期会发生“热膨胀”，因为对势的有限温度修正会使它保持在原点，直到温度降到$1\TeV$以下。在本文的第一部分中，通过对有限温度修正和对真实真空的隧穿率的估计来证实这一预期，并仔细注意所使用的近似的有效性。本文的第二部分考虑了热膨胀时代结束时可能产生的拓扑缺陷。如果与Era相关联的平子场是GUT希格斯场，则它的结束对应于GUT相变。在这种情况下，磁单极子（以及大统一体希格斯粒子）将不得不被第二次热膨胀时代稀释。这样的时代不会影响大统一理论弦的宇宙学，因为它的关键参数是单位长度弦的质量。由于希格斯势是平的，弦作为大尺度结构和cmb各向异性起源的候选者所需的GUT对称性破缺标度比通常的大三倍左右，但考虑到不确定性，它仍然与统一标准模型规范耦合所需的标度相容。结构和整体单极子的宇宙学不受势的平坦性的影响。
1996-02-09 astro-ph hep-ph hep-th
Flavour anomalies and dark matter assisted unification in $SO(10)$ GUT
根据最近的实验结果，结合中微子质量和暗物质的证据，我们考虑了具有标量轻夸克和费米子三重态的SM的最小扩展.标量轻子夸克与轻子、夸克耦合可以解释轻子味非普适观测量$R_K$、$R_{K^{(*)}}$、$R_{D^{(*)}}$和$R_{J/ψ}$。费米子三重态的中性成分提供了宇宙中暗物质的当前丰度。该方案的一个有趣的特点是，当嵌入非超对称$SO(10)$大统一理论时，这些唯象上丰富的粒子（标量轻夸克和费米子三重态）的最小加入有助于实现与标准模型的强力和电弱力相关的规范耦合的统一。我们讨论了统一质量标度和相应的质子衰变约束，同时考虑到GUT阈值修正。
2022-10-25 hep-ph
Metastable cosmic strings
本文综述亚稳态宇宙弦的GUT实现及其与暴胀、中微子和引力波的联系，指出其低频抑制谱可同时解释地面、空间干涉仪和脉冲星计时观测。
2024-01-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological constant from gauge fields on extra dimensions
我们提出了一个新的暗能量模型，它可以解释观测到的宇宙加速膨胀。我们证明了一个定义在圆上紧化的平坦Friedmann-Robertson-Walker宇宙中的五维Einstein-Yang-Mills理论在四维中具有退化真空。目前的宇宙可能被困在这些退化真空之一。由于额外维度的大小可能是大统一理论尺度或更小的自然要求，简并真空和真实基态之间的能量密度差异可以为我们提供恰好适量的暗能量，以解释我们观测到的宇宙膨胀率。
2007-03-16 astro-ph hep-ph
Symmetric Mass Matrix with Two Zeros in SUSY SO(10) GUT, Lepton Flavor Violations and Leptogenesis
研究了具有Pati-Salam对称性的SUSY SO（10）GUT模型的中微子质量矩阵的对称2-零织构，该中微子质量矩阵是由具有2-零的对称Dirac中微子质量矩阵和具有一般形式的右手Majorana中微子质量矩阵通过跷跷板机制得到的.我们发现，在我们的模型中，只有一种结构，即第一代和第二代右手Majorana中微子的简并质量谱，可以同时解释当前的中微子实验数据、轻子味破坏过程和宇宙的重子不对称性.在这样一个框架内，轻和重Majorana中微子质量的预测值，连同$|U_{e3}|$，$J_{\rm CP}$和$|< M_{ee} >|$，几乎是唯一确定的。
2004-07-16 hep-ph
Dark Matter as Ultralight Axion-Like particle in $E_6 \times U(1)_X$ GUT with QCD Axion
类轴子场是由普朗克尺度下一个或多个反常规范阿贝尔对称性的反常抵消机制自然产生的，它是从弦理论的无质量玻色子扇区中出现的一种二形式的反常抵消。这暗示了在场论水平上的格林-施瓦茨反常抵消机制的类比，其结果是一个或多个施图克尔伯格伪标量。在单一斯图克尔伯格赝标量$b$的情况下，早期宇宙在大统一尺度下相变时的真空错位为$b$的一个组成部分提供了一个小质量--由于周期势的瞬子抑制--表示为$χ$，并被称为“axi-Higgs”，这是一种物理上的轴子状粒子。轴-希格斯粒子通过Wess-Zumino项与规范扇区的耦合被普朗克质量所抑制，这保证了它的解耦，而它的失准角与$M_{GUT}$有关。我们建立了一个具有反常$U(1)$的规范$E_6\times U(1)$模型。它包含了一个自动的不可见的QCD轴子和一个超轻的axi-Higgs。模型中存在的不可见轴子解决了强CP问题，其质量在常规范围内，而可以充当暗物质的轴子-希格斯粒子足够轻（$10^{-22} \textrm{ eV} < m_χ < 10^{-20} \textrm{ eV}$），可以解决其他冷暗物质候选者所面临的短距离问题。
2018-05-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Spectrum of colour sextet scalars in realistic SO(10) GUT
在大统一理论（GUT）中加入标准模型汤川相互作用，经常预测各种新的标量耦合到费米子，并导致一些新的观测效应。我们评估这种可能性的颜色六重态双夸克标量内的现实的重正化模型的基础上$SO(10)$大统一理论。该频谱由五个六重奏组成：$Σ\sim (6,1,-\frac{2}{3})$、$S \sim (6,1,\frac{1}{3})$、$\overline{S}\sim(\overline{6},1,-\frac{1}{3})$、${\cal S}\sim(6,1,\frac{4}{3})$和$\mathbb{S}\sim(\overline{6},3,-\frac{1}{3})$。明确计算它们与夸克的耦合，我们评估了它们对中性介子-反介子混合和重子数破坏过程如中子-反中子振荡的贡献。后者的出现是因为一个$B-L$违反三线性耦合之间的六重态，这也有助于一些四次耦合和微扰性相同的导致强烈的限制的六重态质量。使用的值的$B-L$打破规模和汤川耦合允许在现实的模型中，我们得到这些标量的质量上的约束。发现$Σ$与任何其余的六重奏不能轻于$B-L$打破规模，同时。在现实模型领域，这意味着在不久的将来的实验中没有可观察到的$n$ - $\bar{n}$振荡。我们还指出了一种可能性，其中次大统一体尺度$Σ$和一对$S$，允许的其他限制，可以可行地产生所观察到的重子不对称的宇宙。
2023-03-10 hep-ph
Searching for GUT-scale QCD Axions and Monopoles with a High Voltage Capacitor
本研究提出利用高压电容器搜寻 GUT 尺度 QCD axion 与重 magnetic monopole 的耦合参数，提供独立于标准 QED 耦合的新探测途径。
2023-08-03 astro-ph.IM gr-qc hep-ph
Leptogenesis, Fermion Masses and Mixings in a SUSY $SU(5)$ GUT with $D_{4}$ Flavor Symmetry
基于$SU(5)$大统一理论和$D_{4}$味对称性，提出了一个费米子质量和混合模型.这是一个具有高度预测性的4D $SU(5)$ GUI，具有不包含三重不可约表示的风味对称性。夸克和带电轻子的Yukawa矩阵是从可重整化的超势中积分出重信使场后得到的，而中微子的质量来自I型跷跷板机制。从24和45维希格斯场的群论因子导致汤川耦合之间的比率与数据一致，而危险的质子衰变算子被高度抑制。通过数值拟合，我们发现，该模型准确地捕捉到混合角，汤川耦合和$CP$相位的夸克部门在大统一尺度。中微子的质量产生在可重整化的水平与三极大混合的预测，而一个额外的有效运营商是需要考虑的重子不对称的宇宙（BAU）。该模型是显着的预测，因为只有正常的中微子质量排序和低八分圆的大气角是允许的，而狄拉克中微子相位$δ_{CP}$的$CP$守恒值被排除在外。此外，预测值的有效马约拉纳质量$m_{ββ}$可以在未来的无中微子双β衰变实验进行测试。通过leptogenesis机制的BAU的分析和数值研究。我们集中在参数空间的区域，从最轻的右手中微子leptogenesis成功实现。中微子扇区的参数和观测到的BAU之间的强相关性。
2021-11-25 hep-ph
Successful Supersymmetric Inflation
COBE观测到的宇宙微波背景中的温度起伏为早期宇宙中的暴胀阶段提供了强有力的支持，低于GUT尺度。我们认为，在一个有效的超引力理论的一个隐藏的部门产生所需的暴胀潜力没有微调的单线场。再加热发生在一个足够低的温度，以避免引力子问题，但足够高，以允许随后的重子生成。两个观测结果是，引力波对微波背景各向异性的贡献可以忽略不计，标量密度扰动的频谱是“倾斜的”，改善了对由冷暗物质主导的宇宙中大尺度结构的拟合。
1995-10-23 astro-ph hep-ph
Fermion mass, Axion dark matter, and Leptogenesis in SO(10) GUT
本研究针对最小参数SO(10)大统一理论中费米子质量与混合的观测张力，通过引入基础表示费米子和旋量表示标量扩展框架，既实现Peccei-Quinn对称性、拟合费米子质谱，又解释轴子暗物质与宇宙正反物质不对称。
2024-03-07 hep-ph
Thermal Leptogenesis in $SO(10)\times U(1)_A$ SUSY GUT
Nagoya University（名古屋大学）；Kobayashi-Maskawa Institute for the Origin of Particles and the Universe, Nagoya University（粒子与宇宙起源小林-益川研究所，名古屋大学）；Hiroshima Institute of Technology（广岛工业大学）
本文在$SO(10)\times U(1)_A$超对称大统一理论框架下研究热轻子生成，通过引入最轻右手中微子质量增强因子复现观测重子不对称性，建立了其与最轻中微子质量的关联。
2026-11-03 gr-qc hep-ph
The Early Mirror Universe: Inflation, Baryogenesis, Nucleosynthesis and Dark Matter
可以存在一个平行的“镜像”世界，它与可观察世界具有相同的粒子物理学，并且只通过引力耦合后者。核合成界要求镜像扇区的温度比普通扇区的温度小。由于这个原因，它的演化应该大大偏离标准宇宙学，就像重子生成，核合成等关键时期而言。从解释两个扇区初始温度不同的暴胀假设出发，研究了早期镜像宇宙的时间历史。特别是，我们表明，在大统一理论或电弱重子生成的情况下，在镜像世界中的重子不对称性应该大于在可观察的，事实上，镜像重子可以提供占主导地位的暗物质组成的宇宙。此外，通过对核合成时期的分析，我们发现镜像氦的丰度应该远大于普通氦的丰度。简要讨论了镜像重子作为一种自相互作用的暗物质对大尺度结构形成、CMB各向异性、星系晕结构、微透镜等的意义。
2001-01-29 astro-ph hep-ph
Higher-Dimensional Origin of Heavy Sneutrino Domination and Low-Scale Leptogenesis
如果右手（rhd）超中微子的期望值开始主宰宇宙，它的衰变自然会导致成功的稀薄创生，以及危险的暴胀残余物（如引力子）的显著稀释。由此产生的重子不对称性与其他宇宙学初始条件无关。这种有吸引力的稀薄成因变体要求至少有一个rhd中微子具有小的汤川耦合，质量约为10^6 GeV，远小于大统一（GUT）尺度。我们表明，这些功能自然产生的背景下，独立的动机和成功的5D orbifold大统一理论与逆大统一理论尺度大小的额外维度。Rhd中微子被实现为具有5d体质量的体场N_i，而N_i的Yukawa耦合和轻子数违反质量都局域在SM边界。对N_i零模的指数抑制使得rhd中微子态具有小的4dYukawa耦合和小的质量。对lhd中微子质量尺度的跷跷板预测是自动维持的。我们表明，这种实现rhd中微子很好地容纳在一个有吸引力的orbifold-GUT味模型，其中所有的味层次结构有一个几何起源。
2002-09-23 hep-ph
Exploring the Ultrahigh Energy Neutrino Universe
在观测到的最高能量下的天文学必须通过研究中微子而不是光子来进行，因为宇宙对这些能量的光子是不透明的。通过对能量超过10 EeV的中微子的观测，人们可以推断出关于宇宙射线的分布和宇宙学历史的信息，这些宇宙射线可能已经被加速到能量超过100 EeV。在这些能量下，中微子的通量非常大，表现出硬谱，这将是大统一理论相变或超重暗物质粒子的证据。在活跃星系中，由于大质量黑洞附近的宇宙射线的加速和相互作用，或者在这些黑洞产生的相对论喷流中，可以观测到能量在PeV左右的中微子。宇宙学上的伽马射线暴也可能产生PeV中微子。这些能量的中微子可能振荡成τ中微子，τ中微子可以通过再生过程穿过地球，并产生向上移动的空气簇射。能量在1000 EeV以上的中微子与大爆炸中微子相互作用，产生Z玻色子，产生高能宇宙射线。这种“Z-爆发”现象可以用来研究大爆炸中微子的质量和分布。
2000-03-30 astro-ph hep-ph
Probing String-Theory-Inspired Topologies of the Early Universe through CMB Temperature and Polarization Anisotropies
National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）；King’s College London（伦敦国王学院）；Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-University of Valencia（瓦伦西亚大学-CSIC粒子物理研究所(IFIC)）；University of Valencia（瓦伦西亚大学）
本文研究了通过CMB温度和偏振各向异性探测早期宇宙拓扑结构的问题，利用大角尺度的两点相关函数分析非平凡空间拓扑的遗迹，并探讨了六维空间在GUT时期紧致化对CMB原始功率谱的影响。
2026-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reconciling Neutralino Relic Density with Yukawa Unified Supersymmetric Models
基于规范群SO（10）的超对称大统一模型在最近的中微子质量数据中特别有吸引力。最简单的SO（10）超对称大统一理论模型除了通常的规范耦合统一外，还预言了第三代汤川耦合的统一。最近的调查Yukawa统一SUSY大统一模型预测的sparticle质量的频谱，如果超势μ项是积极的标量质量层次倒置。一般来说，这样的模型倾向于预测宇宙中暗物质的过剩。本文综述了汤川统一超对称模型中暗物质问题的几种解决方案。一个解决方案-降低第一代和第二代标量的GUT标度质量值-导致在90-120 GeV范围内的u_R和c_R夸克质量，这应该是费米实验室Tevatron实验所能达到的。我们还研究放松的高根质量的普遍性，这可能会解决遗物密度的问题，通过Z或h共振的中性伴子湮灭，或有一个类似的葡萄酒LSP。
2004-10-29 hep-ph
Leptogenesis and Neutrino Masses in an Inflationary SUSY Pati-Salam Model
我们实施的非热leptogenesis的超对称（SUSY）的Pati-Salam大统一理论（GUT）的基础上的暴胀模型的框架内的机制。特别是，我们表明，通货膨胀是由一个四次潜力与希格斯场参与的自发大统一体对称性破缺，在存在的非最小耦合的暴胀场引力。暴胀模型依赖于可重整化的超势项，不会导致磁单极子的过度产生。它在很大程度上独立于单圈辐射修正，并且可以与当前的暴胀观测数据相一致，假设其SUSY值为GUT对称性破缺标度。非热的稀薄成因是由暴胀子衰变产生的两个最轻的右手（RH）中微子的非平衡衰变实现的。面对我们的方案与当前的轻中微子的观测数据，最重的狄拉克中微子质量的大统一理论预测，宇宙的重子不对称性和引力子限制的再加热温度，我们限制的RH中微子的质量范围为（10^10-10^15）GeV和狄拉克中微子质量的两个第一代的值在0.1和20 GeV之间。
2012-07-16 astro-ph.CO hep-ph
Post-Sphaleron baryogenesis and $n-\bar{n}$ oscillation in non-SUSY SO(10) GUT with gauge coupling unification and proton decay
后闪锌矿重子生成是一种新的、深刻的重子生成机制，它在Pati-Salam对称性框架下解释了我们现在宇宙的物质-反物质不对称性。我们试图在非超对称SO（10）大统一理论中嵌入这一机制，以Pati-Salam对称性作为中间对称性破缺步骤，重新建立一个新的对称性破缺链，并以合理的方式讨论后闪锌矿重子生成和中子-反中子振荡。基于规范群$SU(2)_L \times SU(2)_{R} \times SU(4)_C$的Pati-Salam对称性在我们的模型中在$10^{5}-10^{6}$ GeV上得以实现，具有$ΔB=2$的中子-反中子振荡过程的混合时间被发现是$τ_{n-\bar{n}} \simeq 10^{8}-10^{10}\,\mbox{secs}$，其模型参数在即将到来的实验范围内。该模型的其他新特征包括低尺度右手$W^{\pm}_R$、$Z_R$规范玻色子、通过规范逆（或扩展）跷跷板机制解释中微子振荡数据以及最重要的TeV尺度的彩色六重标量粒子，这些粒子是LHC可以观测到的$n-\bar{n}$振荡的原因。我们还期待后规范耦合统一和估计质子寿命的颜色sextet标量和没有添加。
2014-09-16 hep-ph
Early Universe in the SU(3)_L X U(1)_X electroweak models
我们介绍了3-3-1模型的现状及其对宇宙演化的启示，如暴胀、相变和闪锌矿。该模型不仅能处理中微子物理、暗物质等问题，而且与标准宇宙学也能提供相当好的一致性：暴胀发生在大统一尺度，而相变有两个序列，对应于模型中对称性破缺的两个步骤，即：SU（3）--> SU（2）和SU（2）--> U（1）。在RM 331中，重中性希格斯玻色子的质量为285.56 GeV < M_{h_2} < 1.746 TeV，双电荷标量为3.32 TeV <M_{ h_{--} }< 5.61 TeV。
2016-07-05 hep-ph
Monopole-Antimonopole Pair Production in Primordial Magnetic Fields
我们证明了在早期宇宙中，宇宙磁场可以成对产生单极子。电子对的产生产生残余磁单极子，同时引起磁场的自屏蔽。通过研究这些效应，我们得到了初始磁场的质量和初始振幅的极限。如果原始磁场存在于足够高的红移，甚至可以产生大统一理论尺度质量的单极。
2021-08-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Bridges of Low Energy observables with Leptogenesis in mu-tau Reflection Symmetry
我们考虑了在有和没有超对称性的跷跷板模型的背景下，在大统一尺度上实现的中微子扇区中的精确的μ-τ反射对称性。假设两个较轻的重Majorana中微子在GUT标度下是简并的，结果表明，重整化群（RG）从GUT标度演化到跷跷板标度导致了μ-τ对称性的破缺和两个简并重Majorana中微子质量之间的微小分裂以及Y_nu中CP相的微小变化，这些都是实现轻子生成的必要条件.由于mu-tau反射对称性，这种小的RG效应导致theta_{23}与最大值的微小偏差以及CP相位delta_{CP}与在GUT尺度下施加的pi/2的微小偏差。在我们的方案中，所需量的重子不对称性eta_B可以通过所谓的共振电子轻子生成来产生，其中与电子味有关的洗脱因子在再现成功的轻子生成中起着至关重要的作用。我们证明了导致宇宙重子不对称性产生的CP破坏可以直接与中微子振荡以及中微子混合角theta_{12}和theta_{13}测量的CP破坏联系起来。我们希望，除了反应堆和长基线中微子实验，测量超对称参数tan{beta}在未来的对撞机实验将作为一个间接的测试，我们的方案的重子生成的基础上的μ-τ反射对称性。
2008-11-10 hep-ph
Bounce inflation in $f(T)$ Cosmology: A unified inflaton-quintessence field
在$f(T)$引力框架下研究了一个优美地退出Friedmann-Robertson-Walker（FRW）减速宇宙的反弹暴胀模型，其中$T$是远程平行中的挠率标量.我们研究了宇宙的热演化，该模型预测了一个超冷宇宙在预收缩阶段，这是一致的慢卷模型的要求，而它执行一个再加热期的收缩结束时的最高温度略低于大统一理论（GUT）的温度。然而，它与热大爆炸后期的辐射温度相匹配。由于有效引力扇区的状态方程表明，我们的宇宙是由远平行引力自加速的。我们假设物质分量是一个正则标量场。我们得到了由$f(T)$理论诱导的标量场势。该模型的功率谱几乎是尺度不变的。此外，我们表明，该模型统一的暴胀和quintessence领域在一个单一的模型。此外，我们重新审视了$f(T)$反弹宇宙学中的原始波动，以研究在预收缩阶段产生的波动。
2016-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Noninflationary solution to the monopole problem
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院理论物理研究所）
本文提出了一种基于早期宇宙中韦伊尔约定对称性破缺的非膨胀机制，以解决单极子问题并减少其丰度，同时预测可能在未来被探测到。
2026-02-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Protecting the Primordial Baryon Asymmetry From Erasure by Sphalerons
如果宇宙的重子不对称性是在大统一尺度下产生的，那么，如果不满足严格的边界，那么，闪锌矿和$(B-L)$ -破坏的奇异源就可以消除它。我们详细说明如何小汤川耦合的电子大大削弱了以前的估计，这些界限。
1994-01-05 hep-ph
High scale inflation, model-independent string axion, and QCD axion with domain wall number one
最近的BICEP 2结果表明，宇宙曾经经历过大统一尺度能量密度的真空。隐含的高尺度暴胀使公理系统的拓扑缺陷、弦和畴壁的稀释思想无效。特别地，如果存在畴壁数大于1的畴壁问题，则畴壁是灾难性的。我们认为，弦紧化中的模型无关轴子具有反常U（1）规范对称性，用对称性原理自然地解决了畴壁问题。
2014-09-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Opening the 1$\,$Hz axion window
质量为$m_ϕ\sim 10^{-15}$ eV的类轴子粒子（ALP）以频率$\sim$ 1 Hz振荡。这个质量尺度存在于天体物理学约束的一个开放窗口中，自然地出现在弦/M理论的大统一（GUT）中。然而，由于大统一体尺度的衰变常数，这样的ALP过于封闭宇宙，不能解决强CP问题。本文提出了一个双轴子模型，其中1 Hz ALP构成了暗物质（DM）的全部，而QCD轴子解决了强CP问题，但对DM残余密度的贡献可以忽略。实现正确的遗物密度的机制依赖于低尺度的通货膨胀（$m_ϕ\lesssim H_{\rm inf}\lesssim 1$兆电子伏），我们提出了明确的实现这样一个模型。导致1 Hz轴子的轴子势的尺度产生了一个强CP相的值，该相在$\barθ_{\rm QCD}\sim 10^{-12}$周围振荡，在质子储存环电偶极矩实验的范围内。1赫兹的轴子也在不久的将来实验室和天体物理学研究的范围内。
2020-12-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The inflation point in U(1)$_{de}$ hilltop potential assisted by chaoton, BICEP2 data, and trans-Planckian decay constant
最近BICEP 2关于CMB B模式偏振的报告暗示了在大统一尺度下的早期宇宙能量密度。我们增加了一个新的“混沌”长期到我们最近提出的山顶潜力有一个大的张量模式波动。当暴胀子场的值很小时，混沌场从山顶滑下，使得足够的e折叠是可能的。我们还评述了如何从紫外完备模型的某些离散对称性中得到trans-Planckian衰变常数。
2014-08-13 astro-ph.CO hep-ph
Reduced Axion Abundance from an Extended Symmetry
在最近的工作中，我们表明，当Peccei-Quinn（PQ）场耦合到非常轻的标量/s时，QCD轴子的残余暗物质丰度可以改变，从而使早期宇宙中的有效轴子质量动力学。在这项工作中，我们进一步发展了这个框架，通过引入一个新的扩展对称群来保护新粒子的质量。我们发现，一个新的全球$SO(N)$对称性，与大的$N$，我们不仅可以解释新标量的亮度，但我们可以减少轴子遗迹丰度在技术上自然的方式。这开启了大PQ尺度的可能性，包括接近GUT尺度，并且仍然自然地产生正确的轴子遗迹丰度。此外，在这些模型中，在非常早期的宇宙中，有效的PQ尺度相对较小，因此这有助于减轻暴胀引起的等曲率问题。此外，扩展的对称性意味着非拓扑结构的形成，而不是来自宇宙弦的可能的过闭合，这提供了相对较小的丰度。
2023-02-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Family Symmetry, Fermion Mass Matrices and Cosmic Texture
观察到的费米子在三个家族中的复制，无疑反映了标准模型下更深层次的对称性。在本文中，我们研究了一个非常基本的可能性，即大统一尺度以上的物理是由对称群$G\timesSU(3)_{fam}$描述的，其中$G$是规范大统一群，而$SU(3)_{fam}$是全局族对称。这种对称性在大统一理论尺度下的破坏产生了全局纹理，为宇宙中的结构形成提供了一种机制，并对低能费米子质量矩阵设置了强有力的约束。通过加入一个${\bf 45}$希格斯粒子和一些关于希格斯粒子耦合相对强度的假设，最简单的$SU(5)$理论给出了费米子质量矩阵的八参数形式，我们证明了它与13个可观测的质量和混合角是一致的。我们讨论了自然抑制的味道改变中性电流（FCNC），并强调丰富的低能量希格斯部门。通过较小的假设，该理论与最近的LEP数据一致。我们考虑扩展到$G=SO(10)$，其中出现了一些简化和进一步的预测性。最后，我们讨论了动态的$SU(3)_{fam}$纹理和统一的已知约束“预测”的大统一体对称性破缺规模的宇宙结构形成所需的顺序，并通过最近的探测宇宙微波各向异性的COBE。
1993-01-27 hep-ph
Dark energy from Neutrinos and Standard Model Higgs potential
如果中微子质量是希格斯势的函数，那么总热力学势$Ω$（希格斯势减去中微子压力）的最小值可以从标准电弱vev $v=246.2$ GeV偏移一个小的量，这取决于中微子压力。如果中微子质量是希格斯场的一个非常陡峭的函数，那么平衡热力学势就可以像$ω\simeq -1$的暗能量一样起作用。选取中微子质量作为Higgs场的对数函数和重质量标度，我们发现在GUT标度下选取重质量，可以得到当前宇宙$ρ_λ\simeq (0.002 eV)^4$的正确宇宙学密度大小。
2010-06-23 astro-ph.CO hep-ph
