Baryogenesis at the Electroweak Scale
认识到电弱异常可以在高温下引起重大的重子数破坏，粒子物理学和宇宙学的标准模型包含了重子生成所需的所有成分，导致了对可行模型的积极探索。到目前为止的结论是，粒子物理学的标准模型不能产生所需大小的重子不对称性。它的$CP$破坏太少，如果希格斯粒子的质量超过50 GeV（这个范围已经被加速器实验排除在外），那么闪灵跃迁就会消除任何产生的不对称性。我们回顾sphaleron解决方案，其连接到高温异常率，然后总结的可能性，在现象学上可检验的扩展的标准模型可能还解释重子不对称的宇宙。
1995-08-21 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
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
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
Electroweak Strings, Sphalerons and Magnetic Fields
我们描述电弱弦和他们的能力进行陈-西蒙斯数。对于任何$θ_W$，某些弦的构型携带的Chern-Simons数等于sphaleron的数，我们推测这样的弦是"扩展sphaleron“。讨论了在相变过程中电弱弦的产生，并提出电弱弦可以存活足够长的时间，从而在重子生成中发挥作用。最后讨论了电弱相变过程中的磁场产生问题，澄清了现有文献中未讨论的几个问题。在弱电弦和相变时产生的磁场之间建立了联系。（根据1994年3月在辛特拉举行的北约“电弱物理学和早期宇宙”讲习班上的发言）
1994-05-13 hep-ph
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
Electroweak sphalerons in the reduced minimal 3-3-1 model
本文在简化的极小3-3-1（RM 331）模型中计算了电弱sphaleron速率。在早期宇宙的背景下，这个模型经历了一系列的两个一级相变，$SU(3) \rightarrow SU(2)$在TeV尺度和$SU(2)\rightarrow U(1)$在$10^2$ GeV尺度，因为宇宙从热大爆炸冷却下来。通过一个薄壁近似，我们表明，对于每个相变在这个序列中，sphaleron率大于宇宙膨胀率在温度高于临界温度，和相变后，sphaleron过程是解耦的。这可能提供重子数违反（B违反）必要的重子生成在早期宇宙中的非平衡物理的关系。
2014-10-21 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
Baryon Washout, Electroweak Phase Transition, and Perturbation Theory
我们分析了传统的微扰处理的sphaleron诱导的重子数洗出相关的电弱重子生成，并表明它不是规范无关的，由于未能一贯实施的尼尔森恒等式订单订单的微扰理论。我们提供了一个规范独立的标准重子数保存在传统的（规范依赖）成功的电弱重子生成所需的标准。我们还回顾了导致保存标准的参数，并分析了在获得数值界的理论不确定性的几个来源。在各种超出标准模型的情况下，一个现实的微扰处理可能需要完整的双回路有限温度有效势和单回路sphaleron率的知识。
2015-10-15 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 phase transition, critical bubbles and sphaleron decoupling condition in the MSSM
结合最新的实验数据，重新讨论了MSSM中的电弱相变和闪锌矿退耦条件。在电弱重子生成的背景下，考虑了轻希格斯玻色子玻色子和普通的退耦极限，并根据CP-奇希格斯玻色子玻色子和Z玻色子质量的相对大小对它们进行了分类.我们不仅研究了有效势具有两个简并极小值的临界温度下的v/T，而且还研究了临界泡的成核温度下的v/T，其中v是希格斯玻色子的真空期望值，T是温度。结果表明，在成核温度下的V/T比在临界温度下的V/T提高了约10%。我们还评估了散斑脱耦条件，包括散斑周围涨落的零模因子。观察到在典型的参数组中，在形核温度下的sphaleron退耦条件由v/T>1.38给出。在任何唯象允许的区域，临界温度和成核温度下的v/T都不能大到足以满足这样的sphaleron解耦条件。
2009-07-15 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
Electroweak-like Baryogenesis with New Chiral Matter
我们提出了一个框架，其中的相变与规范对称性破缺，发生（不远）以上的电弱尺度设置一个阶段的重子生成类似的电弱重子生成的标准模型。具体实现利用了对$SU(2)_R \times U(1)_X \rightarrow U(1)_Y$的破坏。新的手征费米子在扩展规范对称性下带电，具有非零轻子数，这使得$B-L$对称性反常。新的轻子扇区包含一个大的依赖于味道的CP破坏，类似于Cabibbo-Kobayashi-Maskawa相，而不会引起标准模型粒子的相当大的电偶极矩。与一级相变和$SU(2)_R$ sphaleron过程相关的泡壁动力学产生轻子不对称性，该轻子不对称性通过普通电弱sphaleron过程转变为重子不对称性。与标准模型的电弱重子生成不同，新的相变可以是强的一级相变，并且新的CP破坏不会被Yukawa耦合显著抑制，因此可以产生所观察到的不对称性。这个模型可以通过对撞机寻找新粒子和观测引力波来探测。其中一个新的轻子成为暗物质的候选者。该模型也可以嵌入到一个左右对称的理论来解决强CP问题。
2022-01-09 astro-ph.CO 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
Baryogenesis and first-order QCD transition with gravitational waves from a large lepton asymmetry
本文研究大原初轻子不对称性如何通过抑制sphaleron速率实现重子生成并诱发一阶QCD相变，利用次领头阶维度约化和更新QCD状态方程确定轻子味不对称性范围，并指出该相变可通过μAres等引力波实验探测。
2025-08-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
'Exotic vector-like pair' of color-triplet scalars
我们提出了一个最小的标准模型的扩展，产生一个马约拉纳质量的中子，与后Sphaleron重子生成机制。我们考虑一个“奇异的矢量对”的颜色三重标量，一个额外的马约拉纳费米子$ψ$，和一个标量场$ϕ$，给予质量$ψ$。类矢量对被定义为“奇异的”，因为一个特殊的质量项的颜色三重标量，违反重子数为$ΔB=1$。一个后Sphaleron重子生成是通过$ϕ$ -衰变成六个夸克（反夸克）或通过$ψ$ -衰变成三个夸克（反夸克）来实现的。这个模型提出了一些有趣的违反B的签名，在未来的中子-反中子物理学和大型强子对撞机测试。我们还讨论了FCNC的限制。无菌费米子也可以像$1-100\, \rm GeV$一样轻。在这种情况下，不育费米子可以是Meta稳态的，并且$n-\bar{n}$振荡可以由两个$n-ψ$，$ψ-\bar{n}$振荡间接产生，而不需要中子的有效Majorana质量。马约拉纳费米子$ψ$是类WIMP暗物质的一个很好的候选者。
2015-04-26 hep-ph
Electroweak Sphaleron with Dimension-6 Operators
TeV量级的新物理可以在许多方面影响电弱相变的动力学。在本文中，我们评估了它的影响的重子数违反率通过sphaleron过渡。我们用6维算子参数化新物理的影响，并使用Newton-Kantorovich方法数值求解所得的运动方程。根据6维算子系数的符号，它们的存在可以在百分之几的水平上增加或减少sphaleron能量，参数化为$m_W^2 / Λ^2$阶，其中$Λ$是抑制6维算子的尺度。重子数洗出条件，通常写为$v_c / T_c > 1$，是直接成比例的sphaleron能量，我们讨论了如何存在的维6运营商可以影响电弱重子。
2018-05-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Electroweak Baryogenesis and New TeV Fermions
新的费米子，强耦合到标准模型希格斯玻色子提供了一个很好的动机扩展的标准模型（SM）。在这项工作中，我们表明，一旦新的物理在更重的尺度上被添加到稳定的希格斯势，这样的扩展SM可以加强一阶电弱相变，使电弱重子生成机制可行。我们提出了一个具有TeV Higgsinos，Winos和Binos的SM扩展，它满足以下性质：a）当Higgs质量mH < 300 GeV时，弱相变足够强，可以避免裂相的sphaleron擦除; b）当CP破坏相的自然值时，它提供大的CP破坏电流，导致观察到的宇宙重子不对称; c）它还提供了一个自然的暗物质候选者，可以重现观测到的暗物质密度; d）它与电弱精确测量一致; e）它可能来自一个具有额外（渐近自由）规范扇区的软破缺超对称理论; e）它可能在不久的将来通过电子电偶极矩实验进行测试。
2005-03-09 hep-ph
Baryogenesis and Gravitational Waves from Runaway Bubble Collisions
我们提出了一个新的机制，在早期宇宙中的重子不对称性的生产。该机制利用了强的一阶相变，在隐藏的扇区中产生失控的气泡，几乎没有摩擦地以超相对论速度传播。这种气泡的碰撞可以非热产生重粒子，这些重粒子进一步衰变到SM中，并产生观察到的重子不对称性。这一过程可以在很低的温度下进行，提供了一种新的后闪锌矿重子形成机制。在本文中，我们提出了一个完全可计算的模型，产生重子不对称沿这些路线，以及逃避所有现有的宇宙学约束。我们强调，从一阶相变的引力波信号是完全通用的，并可能被未来的eLISA干涉仪检测。我们还讨论了其他潜在的信号，这是更多的模型依赖，并指出尚未解决的理论问题，我们的建议。
2016-10-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spontaneous Baryogenesis from Axions with Generic Couplings
本文证明类轴子粒子通过自发重子生成产生宇宙重子不对称性是其与标准模型任意耦合的普遍结果，并提出基于输运方程的通用计算框架，可系统求解最终重子不对称性并规避理论陷阱。
2023-09-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Non-perturbative determination of the sphaleron rate for first-order phase transitions
University of Helsinki（赫尔辛基大学）
该研究通过非微扰格点模拟确定电弱相变中sphaleron速率，并发现需满足x(Tc)≈0.025以保持重子不对称性，从而表明相变需更强才能实现重子生成。
2026-01-15 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
A Confining Strong First-Order Electroweak Phase Transition
在Randall-Sundrum模型中，Radion由Goldberger-Wise（GW）势稳定，在低于典型标准模型临界温度的数量级的温度下，存在从非受限到受限相的过冷过渡。当希格斯粒子位于红外膜上时，电弱相变被延迟，并成为一个强的一阶相变，宇宙膨胀了几个e倍。这产生了在电弱相变中具有电弱重子生成所需的非平衡条件的可能性。我们数值研究了GW参数空间的理论是一致的，后者的可能性实现的区域。我们发现，在大多数的参数空间的成核温度是如此之低，sphalerons是完全不活跃的气泡内。在重新加热后，斯佩勒子不活跃的条件对重新加热温度施加了一个上限，对于重希格斯玻色子来说，这个上限较弱，因此，失衡条件似乎更有利于重希格斯玻色子而不是轻希格斯玻色子。在气泡外，sphalerons是活跃的，这一条件为相变时的e-折叠数设定了一个上限，这与低尺度暴胀解决宇宙视界问题所需的临界值大致一致。
2007-09-20 hep-ph hep-th
