A Simple Testable Model of Baryon Number Violation: Baryogenesis, Dark Matter, Neutron-Antineutron Oscillation and Collider Signals
我们研究了一个简单的TeV尺度的重子数破坏模型，它解释了观测到的暗物质和重子丰度的接近。该模型具有低能量和高能量过程所产生的约束，特别是，预测了一个相当大的速率的中子-反中子（$n-\bar{n}$）振荡在低能量和单喷流信号在大型强子对撞机。我们发现了一个有趣的互补性所产生的约束，从观察到的重子不对称性，暗物质和重子丰度，$n-\bar{n}$振荡寿命和LHC单喷流信号的比率。在参数空间中的区域中，发现$n-\bar{n}$振荡寿命比LHC约束更受约束，这说明了下一代$n-\bar{n}$振荡实验的重要性。
2018-02-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Implications of an Improved Neutron-Antineutron Oscillation Search for Baryogenesis: A Minimal Effective Theory Analysis
未来的中子-反中子（$n$ - $\bar n$）振荡实验，如在欧洲中微子源和深地下中微子实验，旨在找到重子数破坏的第一个证据。我们调查的影响，一个改进的$n$ - $\bar n$振荡搜索重子生成通过相互作用的$n$ - $\bar n$介质，参数化的有效场论（EFT）。我们发现，即使在一个最小的EFT设置，有重叠的参数空间探测的$n$ - $\bar n$振荡和区域，可以实现观察到的重子不对称的宇宙。外来新粒子的质量尺度在TeV-PeV范围内，在LHC或其设想的升级中无法访问。考虑到无数的高能理论可以匹配或类似于我们讨论的最小EFT，未来的$n$ - $\bar n$振荡实验可以探索许多其他实验无法达到的可行的重子生成理论。
2018-06-15 hep-ph
High Energy Sphalerons for Baryogenesis at Low Temperatures
我们讨论重子生成的情况下，宇宙被重新加热到温度$\lesssim 100\,$ GeV的长寿命的大质量粒子衰变成高能SM粒子。在其热化之前，这种粒子与来自环境等离子体的粒子之间的碰撞的质心能量可以高于典型的sphaleron质量，即使等离子体本身的温度低得多。乐观估计的sphaleron截面的高能量增强表明，成功的重子生成是可能的再加热温度低至$0.1\text{-}1\,$ GeV。通过对SM的简单扩展，即使对sphaleron率的更悲观的结果是正确的，也可以实现足够的重子产生。在这两种情况下，这种情况都可以在对撞机和宇宙射线实验中进行探测。我们简要地讨论了所需的CP破坏的可能起源。
2022-06-13 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Strong Sphalerons and Electroweak Baryogenesis
本文分析了Cohen、Kaplan和Nelson在扩展的电弱理论中提出的关于重子不对称性产生的自发重子产生和电荷输运机制。我们发现，占非微扰的手征破坏过渡由于强sphaleron减少重子的不对称性的因素$(m_t/πT)^2$或$α_W$，提供这些过程是在热平衡。
1993-11-26 hep-ph
Probing baryogenesis with neutron-antineutron oscillations
在不久的将来，深层地下中微子实验和欧洲中微子源的目标是在寻找中子-反中子（$n\text{-}\bar{n}$）振荡方面达到前所未有的灵敏度，其观测将直接意味着$|ΔB| = 2$破坏，因此可能暗示与所观测到的宇宙重子不对称性背后的机制有密切联系。在这项工作中，我们探索的后果，这样的发现重子第一次在一个模型独立的有效场论的方法。然后，我们完善我们的分析，包括一个来源的CP破坏和不同层次之间的尺度的新物理使用一个简化的模型。我们分析了在不同的情况下重子生成的影响，并面对我们的结果与互补的实验约束双核衰变，大型强子对撞机，介子振荡。我们发现，对于一个小的质量等级之间的新的自由度，一个可观察到的$n\text{-}\bar{n}$振荡率将意味着冲洗过程太强，产生任何相当大的重子不对称性，即使CP破坏是最大的。另一方面，对于新的自由度之间的一个大的层次结构，我们的分析表明，成功的重子生成可以发生在很大一部分的参数空间，打开窗口，以探测当前和未来的对撞机和即将到来的$n\text{-}\bar{n}$振荡搜索。
2021-11-17 hep-ph
The Sphaleron in a Magnetic Field and Electroweak Baryogenesis
在早期宇宙中，原初磁场的存在影响了电弱相变的动力学，增强了它的强度。这种效应可能扩大标准模型最小超对称扩展中的电弱重子生成窗口，甚至复活标准模型中的电弱重子生成情景。我们计算了在磁场背景下的裂子能量，并表明由于裂子偶极矩的存在，拓扑不等价真空之间的势垒降低。因此，重子不对称性的保持需要比没有磁场时强得多的相变。我们发现，这种效应使相变强度增加，并得出结论，磁场不帮助电弱重子生成。
1999-03-02 hep-ph
Electroweak Baryogenesis: Advances in Sphaleron Rate Calculations and Implications of Thermal Phase Transitions
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
该论文回顾斯费勒龙速率计算进展，聚焦弱电重子生成，介绍相关理论概念，包括术语建议，还探讨了一阶相变在对撞机搜索和原初黑洞形成方面的更广泛意义。
2026-07-28 hep-ph hep-th
Sphaleron portal baryogenesis
提出通过强/弱 sphaleron 门户在新扇区与标准模型间传递不对称性的重子生成机制，并给出结合 PQ 破缺与中微子质量算符的显式模型。
2024-01-17 hep-ph
A new operating mode in experiments searching for free neutron-antineutron oscillations based on coherent neutron and antineutron mirror reflections
中子-反中子振荡（$ n-\bar{n}$）违反了$B$和$B-L$守恒，对它的观测将构成对物理学和宇宙学具有根本重要性的科学发现。一个严格的上限，其过渡率将作出重要贡献，我们的理解重子不对称的宇宙，消除后sphaleron重子生成的情况下，轻夸克部门。我们表明，可以设计一个实验，使用慢中子，在原则上可以达到所需的灵敏度$τ_{n-\bar{n}}\sim 10^{10}s$的振荡时间，改善$\sim10^4$的振荡概率相对于现有的限制自由中子。这可以通过允许中子和反中子两个组成部分的发展叠加态相干反射镜。我们提出了一个定量分析这种情况下，并表明，足够小的横向动量的$n/\bar{n}$和某些选择的核的$n/\bar{n}$引导材料，相对相移的$n$和$\bar{n}$组件反射后，和$\bar{n}$湮灭率可以很小。
2018-10-11 hep-ex hep-ph
Baryogenesis from sphaleron decoupling
本文研究电弱 sphaleron 退耦产生重子生成的非平衡条件，并纳入其重子数冲刷效应，定量确定解释观测重子不对称所需的 CP 破坏量。
2023-04-27 astro-ph.CO hep-ph
Helical Magnetic Fields from Sphaleron Decay and Baryogenesis
许多重子生成模型都依赖于反常粒子物理过程来给出重子数破缺。通过数值演化晶格上的电弱方程，我们表明，重子生成在这些模型中创建螺旋宇宙磁场。经过一个短暂的时期，电弱动力学被发现保存陈-西蒙斯数和总的电磁螺旋度。我们认为，重子生成可能导致纳米高斯强度的磁场今天的天体物理长度尺度。除了与天体物理学有关外，这种螺旋磁场还可以为粒子物理学中的重子生成和CP破坏提供独立的探测。
2008-02-20 astro-ph hep-lat hep-ph
Washout processes in post-sphaleron baryogenesis from way-out-of-equilibrium decays
本文研究后 sphaleron 重子生成中的冲刷过程，发现仅含无质量粒子的散射会严重抑制轻粒子情形，而引入极轻粒子可显著扩大可行参数空间，并分析了级联衰变非热谱冲刷的模型相关性。
2023-10-30 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
Post--Sphaleron Baryogenesis
本文提出了一种新的机制，它直接在具有弱标度质量和高维重子数违反耦合的单重标量场$S_r$的衰变中产生宇宙的重子不对称性。与目前流行的模型不同，这种机制在电弱相变后变得有效，不依赖于sphaleron来诱导非零重子数。$S_r$衰变中的CP不对称性通过涉及$W^\pm$规范玻色子交换的回路图而产生，并且被轻夸克质量抑制，自然地导致$η_B \sim 10^{-10}$的值。我们表明，最简单的实现这种机制，它使用六夸克$ΔB=2$运营商，预测有色标量可访问的大型强子对撞机，中子-反中子振荡的下一代实验范围内。
2006-06-27 hep-ph
Neutron-Antineutron Oscillation as a Signal of CP Violation
假设洛伦兹和CPT不变性，我们表明，中子反中子振荡意味着打破CP随着重子数破坏-即两个萨哈罗夫条件的重子生成。振荡是由有效哈密顿量中的唯一算子产生的。这个混合了中子和反中子的算符保留了电荷共轭C，并破坏了P和T。外部磁场总是导致振荡抑制。它的存在不会导致任何新的算子混合中子和反中子。
2015-08-02 hep-ph hep-th
Impact of dimension-8 SMEFT operators on baryogenesis via sphaleron decoupling
Nagoya University（名古屋大学）；Peking University（北京大学）
该研究在SMEFT框架下探究sphalerogenesis机制，引入七个CP破坏八维算符，发现其中五个可解释宇宙重子不对称性，且单圈产生的八维算符贡献可与六维算符相当，凸显圈阶计数的重要性。
2026-08-07 hep-ph
SO(10) GUT Baryogenesis
通过重玻色子衰变的重子生成被认为是大统一理论（GUTs）的主要成就之一。随后人们意识到，在以后的阶段，sphaleron过程消除了GUT重子发生中的任何重子不对称性。在本文中，我们讨论了在一个大类SO（10）大统一理论中恢复大统一理论重子发生的思想。我们的分析表明，快速轻子数违反，但重子数守恒的过程可以部分清洗GUT重子生成产生的轻子和/或重子不对称性与或没有sphaleron和/或汤川相互作用。
2008-04-02 hep-ph
Anomalous commutators and electroweak baryogenesis
早期宇宙中的电弱真空跃迁过程（sphalerons）提供了重子不对称性的一种可能解释。结合这一物理与Adler和Boulware的反常凝聚子和重整化群不变性，我们认为电弱重子数破缺也诱导了真空中的"拓扑凝聚“。QCD的sphaleron过程的作用是在左、右手夸克之间分配重子数的破坏，并在这个"凝聚“中引入一个自旋无关的分量。
2004-03-19 hep-ph
Sphaleron Erasure of Primordial Baryogenesis
如果目前的重子不对称性是由于普朗克或大统一体尺度的物质不对称性，那么重子或轻子数的破坏过程受到这样一个条件的约束，即它们随后不会消除这种不对称性。本文对考虑轻子质量效应的标准模型中的裂重子数破坏过程的分析作了修正。我们发现了一个令人惊讶的结果，一个大肠道尺度的物质不对称性可以生存的$B$和$L$违反sphaleron的相互作用，即使（$B- L$）是保守的，等于零的所有温度。我们扩展的分析，以涵盖最小的超对称标准模型（MSSM），并推导出的R-奇偶违反耦合的MSSM的扩展的约束。在重子数违反4维算子的情况下，我们发现，与目前的智慧相反，由于剩余轻子味数守恒，由此产生的界限可以完全避免;在轻子数违反算子的情况下，我们发现的界限是依赖于味的，可以完全避免在确定的味通道。我们还考虑如何修改的情况下，有一个大统一的扩展的超对称模型，引入新的轻子味违反耦合的界限。
1992-07-08 hep-ph
B-L Conserved Baryogenesis
当存在反常诱导的sphaleron过程时，只有B-L不对称性可以部分地转化为重子不对称性，而任何B+L不对称性都将被完全消除。因此，在任何成功的重子发生理论中，B-L通常在电弱标度以上被违反，以解释所观察到的宇宙的物质-反物质不对称性。然而，如果任何轻子的不对称性不受闪锌矿过程的影响，B-L守恒理论仍然可以实现重子生成。我们在这里提出了一个SU（5）大统一理论实现的情况下，自然容纳小质量的狄拉克中微子。
2007-12-18 hep-ph
Electroweak Baryogenesis with Cosmic Strings ?
我报告的电弱重子生成介导的非超导宇宙弦的情况下的批判性分析。这种机制依赖于宇宙弦周围区域的电弱对称性恢复，在那里，闪锌矿将不受抑制。我讨论了这种情况下所面临的各种问题，提出了一个仔细计算的sphaleron率内的字符串，化学势的手性数和重子生成的效率在不同的制度的字符串网络。结果表明，这种情况下产生的重子数不对称性比观测值至少小10个数量级。
1999-01-14 hep-ph
Electric Dipole Moments from Post-Sphaleron Baryogenesis
我们考虑一个模型，其中重子发生在低尺度，在温度低于电弱相变。这个模型包含了携带重子数的新的双夸克型标量。在标量势中引入重子数破缺，使标准模型夸克的$ΔB=2$破缺过程不受严格的质子衰变约束。根据它们的量子数分配，双夸克型标量可以耦合到右手夸克或左手夸克，或者两者都耦合。我们表明，这个模型可以提供一个可行的解释重子的不对称性的宇宙提供的耦合到左手夸克。然而，耦合到左，右手夸克的共存引入了重要的唯象约束模型，如辐射贡献夸克质量和产生的电偶极矩的核，探测CP偶和CP奇产品的相关耦合常数，分别。我们表明，最强的这种约束产生的电偶极矩测量的中子和$^{199}$汞。这些约束是足够强的，在没有复杂的味道结构，重子生成必须由新标量的耦合左手夸克占主导地位。
2018-08-31 hep-ph
Neutron-antineutron oscillations from lattice QCD
低能实验中重子数破坏的基本对称性检验可以探索宇宙物质-反物质不对称性的标准模型解释之外的问题。中子-反中子振荡被认为是许多涉及低尺度重子数破坏的重子发生机制的特征。这项工作提出了第一性原理计算的中子-反中子矩阵元素，需要准确地连接测量的中子-反中子振荡率的约束$|ΔB|=2$重子数违反BSM理论。几个重要的系统的不确定性控制使用一个国家的最先进的格点规范场系综的物理夸克质量和近似手征对称性，进行非微扰重整化与微扰匹配的$\overline{\text{MS}}$计划，并研究激发态的影响，在两个国家的配合。现象学的影响突出的预期界限从建议的中子-反中子振荡实验的预测后sphaleron重子生成的特定模型进行比较。量子色动力学被发现预测至少一个数量级以上的事件在中子-反中子振荡实验比以前的估计的基础上的“麻省理工学院袋模型”固定BSM参数。在这一开创性的计算中没有控制的晶格伪影和其他系统不确定性预计不会显著改变这一结论。
2019-05-17 hep-lat hep-ph nucl-th
Baryogenesis and helical magnetogenesis from the electroweak transition of the minimal Standard Model
我们首先考虑在对称相$T>T_{EW}$中具有不同尺寸$ρ$的闪锌矿的产生速率。在小的$ρ$处，分布被增长的质量$M\sim 1/ρ$截断，而在大的$ρ$处，分布被磁屏蔽质量截断。在破碎阶段，$T<T_{EW}$的规模是由希格斯VEV $v(T)$。我们介绍的概念“Sphaleron冻结”，即Sphaleron生产率相匹配的哈勃宇宙膨胀率。在冻结时，闪锌矿失去平衡。当非零温伯格角使闪爆非球形时，闪爆产生声波，甚至产生重力波。我们重新讨论了在闪锌矿爆炸期间的CP破坏。我们使用标准模型CKM夸克矩阵来评估它的大小，首先是非零的狄拉克本征态，然后是零的。我们发现，它的幅度是最大的sphaleron冻结条件与$T\approx 130\, GeV$。我们继续估计产生所观测到的宇宙重子不对称性的大小所需的CP破坏量。结果比我们基于CKM的估计低一个数量级。我们还将重子不对称性与$U(1)$磁手征的产生联系起来，预计这在极化星系际磁场中是守恒的，并且可能是可见的。
2020-01-02 hep-ph
Sphaleron freeze-in baryogenesis with gravitational waves from the QCD transition
本文通过精确计算轻子不对称性并改进QCD状态方程，揭示了sphaleron冻结注入机制可解释宇宙重子不对称性，并产生可由μAres等未来引力波实验探测的一阶QCD相变信号。
2023-09-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
CPT Violation and Baryogenesis
我们研究了在基于字符串的情况下，自发CPT违反对重子生成的影响。在适当的情况下，某些CPT破坏项可以在大统一尺度下产生大的重子不对称性，通过sphaleron或其他稀释机制降低到观测值。
1996-12-20 hep-ph
$Z'$-ino-driven Electroweak Baryogenesis in the UMSSM
在126 GeV的希格斯玻色子背景下，研究了超对称$U(1)'$模型中电弱重子生成的可行窗口.为了研究裂相过程的退耦，我们计算了电弱相变的裂相速率和阶数。在这个模型中，由于双重态-单重态Higgs混合，电弱相变是强的一级相变。因此，对于典型的参数集，$Z'$玻色子必须轻于（150-300）GeV，因此疏轻子与对撞机边界一致。我们还基于闭合时间路径理论估计了宇宙的重子不对称性，发现由$Z'$ -ino提供燃料的CP破坏源项可以产生足够的重子不对称性.
2013-09-17 hep-ph
Neutron-antineutron oscillation and parity and CP symmetries
结果表明，中子-反中子振荡本身并不一定意味着CP破坏在一个有效的本地洛伦兹不变描述的中子，保留CPT，相反，最近在文献中的分析。CP和重子数破坏项可以转化为CP守恒项，从而使CP破坏成为虚假的，例如在重子生成的分析中无法使用。它还表明，在一个$ΔB=2$，洛伦兹和CPT不变的相互作用的中子-反中子振荡可以发生只有当宇称被违反，无论CP属性;当宇称是保守的，它是普通的量子跃迁从中子到反中子发生。通过明确分析P、C和CP破坏或其守恒的所有可能组合，证明了这些陈述。此外，在本模型中，一个适当的组合的P=奇数和P=偶数$ΔB=2$的相互作用被证明会产生CP保持质量项的右手中微子，如果一个取代的中子的中微子，加强的结论。
2015-10-03 hep-ph
Cloistered Baryogenesis
宇宙学的物质-反物质不对称性可能来自于重粒子的两体衰变中的重子数守恒CP不对称性，当两个末态携带相等且相反的重子数时，其中一个直接或间接耦合到电弱的sphaleron，使得它的重子不对称性部分地被重新加工成轻子不对称性，而另一个则保持与热浴的化学解耦，其重子含量被冻结。在裂子关断后，退耦粒子的衰变将不平衡的重子非对称性注入热等离子体中，引起重子生成。我们突出了这种机制的特点，在I型跷跷板模型扩展添加一个新的彩色标量耦合到重马约拉纳中微子。如果有色标量的质量为O（TeV），它将在LHC的所有探测器层中留下一个特征信号。
2014-01-28 hep-ph
Lepton Masses Protect the Primordial Baryogenesis from Spaleron erasure
这次演讲是基于与Graham Ross一起完成的工作，是我们即将发表的论文的一个非常简洁的总结。本文对包含轻子质量效应的标准模型中的裂重子数破坏过程的分析作了修正。我们发现了一个令人惊讶的结果，一个大肠道尺度的物质不对称性可以生存的$B$和$L$违反sphaleron的相互作用，即使（$B- L$）是保守的，等于零的所有温度。我们扩展的分析，以涵盖最小的超对称标准模型（MSSM）。作为一个新的结果，我们提出了低于电弱破缺温度和$B-L=0$在所有温度下的MSSM分析
1993-11-12 hep-ph
Hypermagnetic Baryogenesis
我们研究了一个新的方案，重子生成由于自发破缺的$CPT$不变性通过重子电流和超磁螺旋之间的相互作用。$U(1)_Y$的超磁螺旋度（Chern-Simons数）为sphaleron过程产生重子提供了一个$CPT$破坏背景，保护这些重子在热平衡时不受sphaleron洗出效应的影响.结果表明，只要合成磁场的振幅足够大，在宽的质量尺度（从TeV到Planck尺度）范围内，宇宙的重子不对称性的观测量级是可以实现的。
2008-05-25 astro-ph hep-ph hep-th
Electroweak baryogenesis and hierarchy
我们考虑在额外维度模型中由宇宙学缺陷介导的电弱重子生成的情形。在高维理论中，我们考虑了膜上的畴壁，在假真空中，电弱破缺标度被抑制，而sphaleron相互作用被激活。
2001-07-28 astro-ph hep-ph hep-th
The Electroweak Vacuum Angle at Finite Temperature and Implications for Baryogenesis
在半经典抑制在有限温度下被解除的合理假设下，我们开始研究由电弱真空角引起的闪锌矿介导的CP破坏的宇宙学意义.在这篇文章中，我们将探讨现有的重子发生的影响。许多令人信服的重子生成模型依赖于电弱闪锌矿来松弛$(B+L)$电荷不对称性。取决于CP违反参数的符号，它示出，擦除的积极$(B+L)$将进行或多或少快于负$(B+L)$的放松。这是重子数动力学方程中的一个高阶效应，我们在这里通过$n_{B+L}^2$阶导出。因此，它对已知重子生成模型的影响似乎很小，因为从现象学上讲，$n_{B+L}$比熵密度小得多。然而，仍然有一个有趣的未探索的可能性，重子生成可以实现与真空角单独提供所需的CP破坏。
2015-07-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Electroweak baryogenesis mediated by locally supersymmetry-breaking defects
我们考虑了超对称破缺模型中由宇宙学缺陷介导的电弱重子生成的情形。当缺陷位形中的有效电弱破缺尺度增大时，电弱重子生成机制在更高的能量尺度上起作用。由该机制产生的重子电荷被捕获在缺陷中，保护不受sphaleron的影响，然后在缺陷衰变时释放。
2001-07-31 astro-ph hep-ph
Neutrino Mass Hierarchy and neutron-anti-neutron Oscillation from Baryogenesis
最近有人提出，宇宙的物质-反物质不对称性可能起源于“后闪锌矿重子生成”（PSB）。这是一个TeV尺度的机制，可以在LHC和其他低能实验中测试。在本文中，我们提出了一个PSB理论的夸克-轻子统一方案的基础上规范群$SU(2)_L\times SU(2)_R\times SU(4)_c$，允许重子不对称性和中微子质量矩阵之间的直接联系。在模型中，中性流的味道变化限制只允许中微子的质量层次倒置，这可以在长基线中微子实验中进行测试。该模型还预测可观察到的中子-反中子振荡访问下一代的实验，以及TeV规模的彩色标量达到大型强子对撞机。
2008-12-01 astro-ph hep-ex hep-ph
Direct baryogenesis in the broken phase
我们提出了一种新的重子生成机制，其中再加热温度可以小于电弱标度。重子数对称性被一个保持重子宇称的九维算符所破坏。由重粒子$e.g.$暴胀子、模或引力子衰变产生的高能夸克经历味振荡，并由于与周围热等离子体的散射而热化。我们指出，我们宇宙的重子不对称性可以通过重子数破坏算符由散射产生。我们的方案可以在中子反中子振荡实验以及其他地面实验进行测试。
2021-05-17 astro-ph.CO hep-ph
Baryogenesis through leptogenesis
本文重新考虑了重子和轻子数的重中微子衰变和sphaleron再处理的重子生成问题，特别注意了一般演化方程的味结构，并给出了原型演化方程的近似但足够精确的解析解。基于阿贝尔U（1）和非阿贝尔U（2）族对称性，研究了中微子质量的两种不同模型。我们表明，重子发生的一致的图片可以出现在这两种情况下，虽然有显着的差异。
2003-10-22 hep-ph
Electroweak Sphaleron For Effective Theory In The Limit Of Large Higgs Boson Mass
理论论证表明，标准模型的希格斯扇区是一个有效的理论。我们通过一个有效的拉格朗日技术参数化的新物理，并研究其对电弱sphaleron的能量的影响。我们发现，在存在某类高维算子的情况下，随着希格斯玻色子质量的增加，sphaleron能量变得任意大。讨论了这一结果的物理意义及其对动力学模型中的电弱重子生成的意义。
1995-03-04 hep-ph
Baryogenesis
本文综述了重子发生的研究进展。我们从大统一地区背景下的早期动机和建议开始。接下来，sphaleron解决方案的重要性及其影响进行了讨论。对标准模型的研究表明，后者具有与观测到的\B不对称性不相容的希格斯结构。然后，我们讨论了一个通用的情况下，电弱重子依赖于泡壁动力学。我们还总结了MSSM的状态，以及利用拓扑缺陷作为非平衡行为和leptogenesis的来源的替代方案。
2001-12-03 hep-ph
Turning Around the Sphaleron Bound: Electroweak Baryogenesis in an Alternative Post-inflationary Cosmology
本文的第一部分将通常的sphaleron束缚和在二级相变或解析交叉时不可能产生重子的说法重新表述为在电弱尺度下宇宙膨胀率的要求。在能量密度标度为1/a^6的情况下（精确的或有效的），直到核合成之前，它一直占主导地位，即使在相变不是一级的情况下，在最小标准模型的简单扩展中，观察到的重子不对称性也可能在电弱标度下产生。我们把注意力集中在这样一种宇宙学上，在这种宇宙学中，宇宙经历一个称为“动能”的时期，在这个时期，它的能量由标量场的动能支配。所需的动能占主导地位的模式可以发生在一个领域滚下的指数（或陡峭）的潜力，或在振荡的领域约最小的陡峭的幂律潜力。我们详细实现了前一种情况下，一个单一的指数场首先驱动通货膨胀，然后滚动到一个动能占主导地位的模式。重新加热是使用Spokoiny的通常机制的替代方案来实现的，在Spokoiny中，宇宙通过膨胀背景中的粒子创造而“重新加热”。也可能产生结构形成所需的密度扰动。我们表明，类似的幂律势模型不能始终实施。在由第二个场驱动的暴胀模型中，以及通常的再加热机制（通过暴胀子的衰变）中，所需的动能主导的宇宙学在两种类型的势中都可行。
1997-09-13 astro-ph hep-ph
Progress and Simulations for Intranuclear Neutron--Antineutron Transformations in ${}^{40}_{18} Ar$
随着深层中微子实验（DUNE）和超级神冈的即将建设，核子衰变搜索作为一种手段，以限制超越标准模型（BSM）的扩展再次在基础物理学的前沿。在这些大型实验体积内的大量中子，以及未来的高强度中子束（如欧洲SputtersSource），通过搜索$\mathcal{B}$和$\mathcal{B}-\mathcal{L}$违反过程（如中子-反中子转换（$n\rightarrow\bar{n}$），提供了一个强大的，高精度的门户网站到这个物理学，这是一个重要的预测令人信服的重子生成理论。考虑到这一点，本文讨论了一种新的和自洽的核内模拟这一过程中的${}^{40}_{18} Ar$，它起着探测器和目标的作用，在沙丘的巨大的液态氩时间投影室。一个准确的和独立的模拟所产生的核内湮灭尊重重要的物理相关性和级联动力学这个大的核是必要的，以了解这种罕见的搜索的可行性时，对比背景源，如大气中微子。最近的理论改进，我们的模型，包括第一次计算的${}^{40}_{18} Ar$的$\bar{n}$ -核内抑制因子，和蒙特卡罗模拟比较，另一个公开的$n\rightarrow\bar{n}$发电机内GENIE，也进行了讨论。
2020-01-29 hep-ex hep-ph nucl-th
Electroweak Baryogenesis in a Supersymmetric Model
在电弱相变中，会出现由闪子跃迁引起的重子数冲刷问题，如果相变足够强，则可以避免这一问题。在标准模型或最小超对称标准模型中的相变似乎太弱而不能充分抑制sphaleron相变。我们在这里报告的调查下一个最小的超对称标准模型，NMSSM，其中包含一个希格斯单线态N除了两个希格斯双峰的最小超对称模型。这个次极小模型有一个有用的新特征，即希格斯势包含一个树级三线性场项。我们认为最一般的形式的希格斯势不施加离散对称性，特别是我们允许在超势中的μ项的存在。我们发现电弱重子守恒与NMSSM是相容的。
1996-04-04 hep-ph
A Way to Reopen the Window for Electroweak Baryogenesis
我们重新分析了允许偏离弗里德曼方程时电弱重子生成的sphaleron界。这些修改在膜宇宙学的背景下是很好的动机，在那里它们不会与四维引力的主要实验约束相冲突。虽然在核合成时被抑制，但这些修正可以在电弱相变时占主导地位，并且在某些情况下提供冻结重子不对称性所需的膨胀量，而不需要强烈的一阶相变。sphaleron束缚被大大削弱，甚至可以消失，这样对希格斯粒子和停止质量的约束就不再适用了。因此，早期宇宙学的这种修改重新打开了参数空间，允许电弱重子生成，而由于LEP对希格斯质量施加了新的约束，电弱重子生成已经大大减少。与以前试图用不同的宇宙学来扭转sphaleron束缚相反，我们仍然认为电弱相变发生在辐射主导的宇宙中。由于弗里德曼方程本身的修改，宇宙正在快速膨胀，而不需要标量场，因此避免了相变完成后这个标量场的衰变问题，以及它释放的熵稀释了相变时产生的重子不对称性的风险。
2002-02-05 astro-ph hep-ph hep-th
Baryogenesis of the Universe in cSMCS Model plus Iso-Doublet Vector Quark
SM的CP破坏不足以解释宇宙中的重子不对称性，因此需要额外的CP破坏源。在这里，SM的扩展与非零真空期望值（cSMCS）加上一个重矢量夸克对的中性复标量单线态被认为是。该模型提供了重子生成过程中的CP自发破坏和恰当的描述，导致了足够强的一级电-弱相变，抑制了重子破坏的sphaleron过程。
2016-08-19 hep-ph
B-L Violating Proton Decay Modes and New Baryogenesis Scenario in SO(10)
我们发现基于SO（10）的大统一理论很自然地产生了违反（B-L）的重子数违反维7算符，并导致了新的核子衰变模，如n \to e^-K^+，e^- π^+和p \to v π^+.我们发现，在非超对称SO（10）的两步破缺方案中，这些模式的部分寿命可以在实验范围内。负责这些衰变模式的相互作用也提供了一种新的方式来理解宇宙中物质的起源，通过SO（10）的GUT标度标量玻色子的衰变。它们的（B-L）破坏性质保证了GUT标度引起的重子不对称性不会被电弱sphaleron相互作用所消除。在最小SO（10）模型中，这种不对称性与夸克、轻子和中微子的质量密切相关。
2012-07-24 hep-ex hep-ph
Possible Role of the WZ-Top-Quark Bags in Baryogenesis
SM中最重的成员--规范玻色子$W,Z$、顶夸克和反夸克--可以形成希格斯真空的集体袋状激发，只要它们的数量足够大，无论是在零温度还是有限温度下。由于希格斯真空期望值（VEV）在它们内部被显著修改，因此它们被称为“袋”。在这项工作中，我们认为，创造这样的对象可以解释某些数值研究的宇宙学重子。作为一个例子的混合模型，结合通货膨胀预热冷电弱过渡，我们确定了“点的不间断相”的数值研究发现这种情况下与$W-Z$袋。我们认为，重子数违反应主要发生在这些对象内部，并表明，在数值模拟中计算的速率可以使用有限大小的纯规范sphaleron解决方案，以前开发的QCD背景下由卡特，奥斯特洛夫斯基和Shuryak（COS）的分析解释。此外，我们指出，在这些袋顶夸克/反夸克的显着存在（这是不包括在这些数值研究）。虽然基本的sphaleron指数保持不变的顶部的存在，我们发现，顶部有助于稳定他们更长的时间。转变速率的另一个增强来自于拓扑转变中顶部的“再循环”。包含费米子（顶部）提高sphaleron率高达2个数量级。最后，我们讨论了解释重子不对称性所需的CP破坏的大小，并论证了正确大小的袋子中的顶-反顶粒子数的差异可能来自于顶部衰变和顶部传播到袋子中的CP不对称性，这是由于Farrar-Shaubnikov效应造成的。
2010-07-02 hep-ph
Baryogenesis and gravitational waves in the Zee-Babu Model
为了解释Zee-Babu（ZB）模型中的物质-反物质不对称性，计算了重子生成情景中的sphaleron过程。在标准模型以外的触发条件下，它总是满足解耦条件，相变强度（$S$）总是大于$1$，触发条件是单荷（$h^{\pm}$）和双荷（$k^{\pm\pm}$）标量玻色子.在用含有自由参数的气泡剖面进行计算时，并假设$h^{\pm}$和$k^{\pm\pm}$的核气泡非常小，闪锌矿的能量在5-10 TeV的范围内。我们再次检验了sphaleron的标度律，平均误差为$10\%$。当温度接近临界温度（$T_c$）时，核泡密度很大，并随温度降低而减小。关键参数是$α$，当$β/H^*=22.5$时，其导致引力波密度参数（$Ωh^2$）在$10^{-14}$到$10^{-12}$的范围内，根据现有的LISA数据，这不足以检测来自电弱相变（EWPT）的引力波，但将来可能检测到。随着相变强度的增大，$α$增大的幅度（与$S$几乎成线性关系）越大，引力波密度参数越大。同样在考虑引力波产生的背景下，在ZB模型中，我们计算了$α\sim \text{a few} \times 10^{-2}\ll 1$，因此严格地得出结论，即使$S>1$，EWPT也不强。我们还指出，对于含有大量额外标量粒子和在质量产生中起作用的粒子的模型，EWPT过程越强，$Ωh^2$越大。
2022-11-09 hep-ph
Electroweak Baryogenesis and the Expansion Rate of the Universe
在电弱相变产生重子的标准要求，即相变是一级的，并且满足sphaleron束缚，是基于在那个时代辐射支配宇宙的假设。一个简单的替代方案--由标度为$1/a^6$的标量场的动力学模式中的能量主导--给出了一个显著减弱的sphaleron界，以保持在一阶相变中产生的重子不对称性，并允许当相变是二阶或交叉时产生所观察到的重子不对称性的可能性。当标量场在暴胀后以指数势演化时，这种在电弱尺度上的“kination”阶段可以以各种方式发生。
1996-11-25 astro-ph hep-ph hep-th
Theories and Experiments for Testable Baryogenesis Mechanisms: A Snowmass White Paper
宇宙的重子不对称性是期望物理学超越标准模型的核心动机之一。在这篇Snowmass白皮书中，我们回顾了测试一些核心范式的挑战和机遇，这些范式预测物理学的尺度足够低，可以期待未来十年的新实验数据。重点放在理论思想和他们的一些实验的影响，特别是，我们讨论了中子-反中子转换，味观测，下一代对撞机，未来的中子设施，引力波，寻找永久电偶极矩，$0νββ$衰变和一些未来的大型地下实验作为方法来测试后sphaleron重子，电弱重子，中生和低尺度leptogenesis。最后，我们评论的情况下，高尺度物理可以探测通过这些相同的机制。
2022-03-25 hep-ex hep-ph hep-th
Sphaleron bound in some nonstandard cosmology scenarios
在第一种情况下，我们修改了截止尺度的上限的六维势Higgs算子所需的成功的电弱重子生成的情况下，一个修改的膨胀历史所造成的非相互作用的标量场的存在时，相变发生。在一定的条件下，在传统的情况下，上限860 GeV的截止尺度可以提高到1 TeV的修改后的膨胀情况下。在第二种情况下，我们考虑Randall-Sundrum II型模型。结果表明，在该模型中，由小距离牛顿引力势的有效性所确定的五维普朗克尺度的下界，对于排除该模型满足sphaleron界是至关重要的;但是，在此情况下，再次通过包括非-在电弱尺度上相互作用的标量场则可以使该模型满足一定参数空间的sphaleron界。
2022-11-11 hep-ph
Cosmological Charge Asymmetry and Rare Processes in Particle Physics
本文讨论了TeV尺度引力理论中的两种低温重子生成方案。TeV能区的强引力对重子生成非常有利。在这两种情况下，质子衰变要么不存在，要么被抑制到远低于现有的界限。另一方面，中子-反中子振荡即将被发现。预测了其它一些轻子或重子数不守恒的稀有衰变。
2007-06-08 astro-ph hep-ph
Electroweak Baryogenesis in the Presence of an Isosinglet Quark
考虑了在标准模型的简单推广下，在一个额外的单重复标量和一个矢量类下夸克的情况下，电弱重子生成的可能性。我们证明了在本模型中一级电弱相变可以足够强以避免重子不对称性被闪锌矿子冲刷，CP破坏效应可以足够解释观测到的重子熵比nB/s ~ 10^（-10）.该模型的其他吸引人的功能包括生成的CKM阶段自发CP打破在高能量尺度和一个可能的解决方案的强CP问题，通过自然抑制的参数θ。
1998-05-12 hep-ph
A possible shortcut for neutron-antineutron oscillation through mirror world
中子-反中子质量混合的现有界限$ε_{n\bar n} < {\rm few} \times 10^{-24}$ eV，对$n - \bar n$跃迁概率施加了严格的上限，$P_{n\bar n}(t) < (t/0.1 ~{\rm s})^2 \times 10^{-18}$左右，其中$t$是中子飞行时间。本文提出了一种新的$n- \bar n$跃迁机制，它不是由直接质量混合$ε_{n\bar n}$引起的，而是由与镜像中子$n'$和镜像反中子$\bar{n}'$的假设态的中子混合引起的.后者可以大到$ε_{nn'}, ε_{n\bar{n}'} \sim 10^{-15}$ eV左右，而不与目前的实验极限和核稳定性界限相矛盾。$n-n'$和$n-\bar{n}'$跃迁的几率$P_{nn'}$和$P_{n\bar{n}'}$取决于镜区的环境条件，并且它们可以通过施加适当值的磁场而被共振放大。这开启了具有概率$P_{n\bar n} \simeq P_{nn'} P_{n\bar{n}'}$的$n-\bar n$跃迁的可能性，该概率可以达到值$\sim 10^{-8} $或甚至更大。为了在实际实验中发现这种效应，不应抑制磁场，而应适当改变磁场。这些混合可以由新的物理在几个TeV的规模，这也可能起源于一个新的低尺度之间的普通和镜像部门的共同重子生成机制。
2021-01-20 hep-ph nucl-th
Standard Model baryogenesis through four-fermion operators in braneworlds
我们在一类低基本尺度的膜世界模型中研究了一个新的重子生成方案，这类模型通常在重子生成方面有困难。该方案的特点是其最小的性质：场的内容是标准模型和所有的相互作用符合规范对称性被承认。重子数是通过一个6维质子衰变算符违反的，今天被额外维度中的夸克-轻子分离机制所抑制;我们假设这个算符在早期宇宙中由于时间相关的夸克-轻子分离而未被抑制。CP破坏的来源是CKM矩阵，结合6维算子。我们发现，几乎独立的宇宙学，足够的重子生成几乎是不可能的，在这样的情况下，如果基本尺度是100 TeV以上，所需的未抑制的中子-反中子振荡运营商。产生足够重子不对称性的唯一例外是涉及平衡态c夸克与平衡态b夸克相互作用的情形。
2002-01-30 astro-ph hep-ph hep-th
