Leptogenesis, CP violation and neutrino data: What can we learn?
在电弱相互作用的标准模型的框架下，通过引入三个右手中微子，详细地分析和数值研究了轻生重子的产生过程，得到了跷跷板机制.我们分析了大统一理论激发的夸克和轻子质量矩阵之间的关系，并获得一个可行的leptogenesis方案的可能性。特别是，我们分析了SO（10）GUTs所施加的约束是否可以与所有可用的太阳，大气和反应堆中微子数据兼容，同时，能够通过轻子生成机制产生所需的重子不对称性。我们发现，即使对于最简单的SO（10）GUT，Just-So^2和SMA太阳解也能导致一个可行的轻子生成，而LMA、LOW和VO太阳解需要不同的狄拉克中微子质量等级才能产生所观察到的重子不对称性。本文还讨论了低能CP破坏和无中微子双β衰变的一些意义。
2002-06-26 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
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
Non-thermal Leptogenesis in a simple 5D SO(10) GUT
在光滑混合暴胀下讨论了5D轨道折叠SO（10）大统一理论中的非热稀薄成因。在确定Dirac Yukawa耦合和假设中微子混合矩阵为三重双极大的条件下，我们分析了轻中微子质量谱的两种典型情形（正态和逆层次情形）下宇宙中重子非对称性的非热稀薄成因.由此得到的重子不对称性是轻中微子最轻质量本征值的函数，我们发现在正常的层次结构情况下，宇宙可以产生适量的重子不对称性，而在反层次结构情况下，重子不对称性太小，与观测结果不一致.
2010-03-19 astro-ph.CO hep-ph
Axion Inflation, Proton Decay and Leptogenesis in $SU(5)\times U(1)_{PQ}$
我们在一个非超对称SU（5）模型中实现暴胀，该模型基于轴子场与引力的非最小耦合。等曲率波动被充分抑制，轴子组成的暗物质，质子寿命估计的顺序为8 e34 - 3e 35年，所观察到的重子不对称性产生通过非热leptogenesis。低标度有色标量的存在确保了标准模型规范耦合的统一，也有助于稳定电弱真空。
2018-04-16 astro-ph.CO hep-ph
Axion Quality Straight from the GUT
复合轴子的情况下提供了一个强大的领域理论的理由存在的Peccei-Quinn对称性的高品质。我们提出了一类新的实现，自然嵌入在大统一理论，保留渐近自由的所有规范群，并保护轴子对称性的运营商的12维。我们的设置导致了一些独特的签名在低能量。首先，额外的复合标量的预测，其中一些是可行的暗物质候选人的值的轴子衰变常数是太低的QCD轴子丰度是相关的。其次，标准模型规范耦合的近似统一发生在轴子尺度，而实际的夸克-轻子统一像往常一样在更高的能量下进行。这表明在潜在可及的尺度上存在具有标准模型规范量子数的大统一理论遗迹。
2021-06-29 hep-ph
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
Thermal leptogenesis scenarios in the predictive left-right symmetric model
我们在标准模型的左右对称扩展中研究了热稀薄成因情景。在SO（10）GUT框架中，我们在GUT标度下强制D-奇偶实现。这两个条件使我们的模型更具限制性和预测性。在这种情况下，SO（10）的4-指标反对称张量表示中的D-奇偶奇单态具有关键作用。这种单重态有可能在SU（2）L和SU（2）R三重态标量之间产生一个非常大的质量等级。我们测试我们的模型计算重子通过leptogenesis。重右手中微子N ′ s和SU（2）L三重态标量能产生轻子数不对称性。轻生情景可以根据这些质量尺度进行分类。如果轻中微子是Majorana的，并且具有分级质谱，我们可以通过最轻的N衰变获得一个成功的结果。但是我们发现轻中微子的正常质量等级与通过三线态衰变的轻生中微子相冲突。
2007-03-13 hep-ph
Leptogenesis scenarios for natural SUSY with mixed axion-higgsino dark matter
具有辐射驱动的电弱自然性的超对称模型需要质量约为100-300 GeV的轻希格辛。QCD扇区中的自然性通过Peccei-Quinn（PQ）轴子引起，导致混合轴子-higgsino暗物质。超对称DFSZ轴子模型提供了超对称μ问题的一个解决方案，而小层次μ m_{3/2}可能是PQ和隐藏扇区质量尺度不匹配的结果。传统的引力子问题现在被axino和saxion问题所扩展，因为后者的粒子也可以导致WIMP或暗辐射的过度产生，或者违反BBN约束。我们计算区域的T_R与m_{3/2}平面允许的BBN，暗物质和暗辐射的限制，为各种PQ尺度的选择f_a。这些地区相比，热leptogenesis，非热leptogenesis，振荡sneutrino leptogenesis和阿弗莱克-丁leptogenesis所需的值。后三个在PQ尺度f_a~ 10^{10}-10 12} GeV的参数空间的宽范围内是允许的，这也是自然性所支持的：f_a~ \sqrt{μM_P/λ_μ} \sim 10^{10}-10 12} GeV。这些f_a值对应于稍高于投影ADMX搜索区域的轴子质量。
2015-10-02 astro-ph.CO hep-ph
Correlation Between Proton Decay Channels and the Axion Mass in an Extended SU(5) GUT
Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）；Nambu Yoichiro Institute of Theoretical and Experimental Physics (NITEP), Osaka Metropolitan University（大阪公立大学南部阳一郎理论与实验物理研究所）；Meiji Gakuin University（明治学院大学）
研究含45维希格斯场和DFSZ轴子扇区的可重整SU(5)大统一理论，通过单圈规范耦合统一分析确定参数空间，预测QCD轴子质量与质子衰变分支比的相关性。
2026-06-12 hep-ph
GUT Scale Inflation, Non-Thermal Leptogenesis, and Atmospheric Neutrino Oscillations
研究了超对称混合暴胀模型中的轻子生成问题。如果再热温度T_r>10^6 GeV，超势耦合参数kappa在10^-6<kappa<10^-2的范围内，则可以获得足够的轻子不对称性，从而成功地产生重子。对于这个kappa范围，标量谱指数n_s=0.99+-0.01。来自中微子混合的限制进一步限制了kappa的允许范围。我们详细分析的情况下，暴胀主要衰变到次轻的右手Majorana中微子考虑特别是大气中微子振荡的约束。
2003-12-09 astro-ph hep-ph
$μ-τ$ Reflection Symmetry in in Lepton Mixing and Radiatively Generated Leptogenesis
在跷跷板模型下，研究了在大统一尺度下中微子扇形中的$μ- τ$反射对称性。在我们的方案中，在带电轻子和重Majorana质量矩阵是对角矩阵的基础上实现的精确的$μ- τ$反射对称性，导致轻子不对称性消失。我们发现，在具有适当$\tanβ$值的最小超对称扩张的跷跷板模型中，从GUT尺度到跷跷板尺度的重整化群（RG）演化可以诱导一个成功的leptogenesis.结果表明，适当的重子不对称性$η_B$可以通过所谓的共振瘦生来实现，在我们的方案中，这可以实现在相当低的跷跷板尺度，使著名的引力子问题是安全地避免。在这项工作中，我们认为这两个风味依赖和风味独立leptogenesis，并详细说明它们如何导致不同数量的重子不对称性。
2008-06-30 hep-ph
GUT Scale And Leptogenesis From 5D Inflation
我们讨论了一个基于超对称SO（10）模型在$S^1/(Z_2\times Z_2')$上紧化的五维暴胀情形.暴胀是通过四维膜上的标量势来实现的，而膜局域的爱因斯坦-希尔伯特项对于在暴胀期间使两个膜真空能量为正是必不可少的。轨道折叠边界条件破坏了SO（10）规范对称性，使之变为$SU(4)_c\times SU(2)_L\times SU(2)_R$（$\equiv H$）.暴胀情景产生了$δT/T\propto (M/M_{\rm Planck})^2$，它将$M$（$H$的对称性破缺标度）固定为接近于$10^{16}$ GeV的SUSY GUT标度。标量谱指数$n$是$0.98-0.99$，而引力波对四极各向异性的贡献是可以忽略的（$\lapproxeq 1 {%}$）。暴胀子衰变为最轻的右手中微子，通过轻子生成产生了重子不对称性。
2003-01-30 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
Inflation, Strings, CMB anisotropies and Leptogenesis
在这次演讲中，我将集中在预测大质量中微子的标准模型之外的理论上。混合暴胀在这些理论中自然出现：缓慢滚动的暴胀子场是一个规范单线态，它与触发暴胀结束的GUT希格斯场耦合。在标准的情况下，自发对称性破缺发生在膨胀结束时，尺度为$M$ ; $M_{GUT} > M > M_Z$，用于解决大统一理论的膨胀问题，宇宙弦总是在这个中间尺度形成。WMAP数据约束了$M \in [10^{14.5}-10^{15.5}]$ GeV和单态-Higgs耦合$κ\in [10^{-7} - 10^{-2}]$。光谱指数$n_s \gtrsim 0.98$与WMAP 3略有冲突。当用$B-L$来测量暴胀结束时对称性被破坏时，暴胀子和弦都衰变成右手中微子。然后有两个竞争的非热的情况下，重子生成通过轻发生发生在年底的通货膨胀，在再加热和宇宙弦衰变。哪一种情况占主导地位取决于暴胀中微子部门的参数。
2006-10-23 hep-ph
Fully Testable Axion Dark Matter within a Minimal $SU(5)$ GUT
本文提出了一个基于$SU(5)$规范对称性和全局$U(1)$ Peccei-Quinn对称性的最小大统一理论模型，预测了质量在0.1至4.7 neV范围内的超轻轴子暗物质，并指出该模型的整个参数空间可通过多个低能实验的协同作用被完全测试。
2023-07-24 hep-ph
$μ-τ$ Symmetry and Radiatively Generated Leptogenesis
我们考虑在跷跷板模型的背景下，实现在大统一尺度中微子部门的$μ-τ$对称性。在我们的方案中，在带电轻子和重马约拉纳中微子质量矩阵是对角矩阵的基础上实现的精确的$μ-τ$对称性导致轻子不对称性消失。我们发现，在最小超对称扩展的跷跷板模型与大$\tanβ$，重整化群（RG）的演化从GUT规模到跷跷板规模可以诱导一个成功的leptogenesis，即使没有引入任何对称性破缺项的手，而这样的RG效应导致微小的偏差$θ_{23}$和$θ_{13}$从$π/4$和零，分别。结果表明，适当的重子不对称性$η_B$可以通过共振瘦生来实现，在我们的方案中，共振瘦生可以在相当低的跷跷板尺度下实现，而大的$\tanβ$可以安全地避免著名的引力子问题.
2007-01-15 hep-ph
Leptogenesis from left-handed neutrino production during axion inflation
我们提出，所观察到的物质-反物质不对称性可以自然地产生作为一个副产品的轴子驱动的慢卷膨胀耦合的轴子标准模型中微子。我们假设大统一尺度右手中微子是负责质量的标准模型中微子和希格斯场是轻的，在通货膨胀和发展的哈勃尺度真空期望值（VEV）。在这种设置中，滚动轴子在标准模型中微子中产生螺旋度不对称。在暴胀之后，这种螺旋度不对称性变成等于一个净轻子数，因为希格斯粒子的VEV会衰变，并被$SU(2)_{L}$ sphaleron部分地再处理成一个净重子数。
2016-02-22 astro-ph.CO 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
Introducing DMRadio-GUT, a search for GUT-scale QCD axions
量子色动力学轴子是一个领先的暗物质候选者，它是标准模型中强CP问题解决方案的一部分。轴子与光子的耦合是最常见的实验探测，但许多参数空间尚未探索。QCD轴子与标准模型的耦合与轴子质量成线性比例，因此，高激发区域0.4-120 neV，对应于大统一理论尺度的轴子，特别难以达到。本文介绍了一个确定的搜索大统一体尺度的轴子的设计要求，并回顾了技术进步，使这一计划。
2022-03-21 hep-ex hep-ph
Leptogenesis via Axion Oscillations after Inflation
一旦一个轻的类轴子标量场耦合到电弱规范玻色子上，它在再加热过程中的经典运动会产生一个费米子数的有效化学势。在等离子体中存在快速的轻子数（L）破坏过程时，这样的化学势为通过轻子生成的重子生成提供了有利的机会。我们能够证明，L违反由于交换重马约拉纳中微子是足够的成功实现这一想法。我们的机制是一种新的和最小的替代热leptogenesis，原来是不敏感的群众和CP违反阶段的重中微子部门。它与接近大统一尺度的重中微子质量是一致的，并且与热稀薄成因相当互补，要求再加热温度至少在10^12 GeV量级。
2015-07-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Low Intermediate Scales for Leptogenesis in Supersymmetric SO(10) Grand Unified Theories
在最小超对称SO（10）GUTs内的低中间尺度是一个理想的特征，以适应leptogenesis。我们在中间规范对称性被（a）二重态希格斯标量和（b）三重态希格斯标量自发破缺的模型中探索了这种可能性。在这两种情况下，规范耦合统一要求左右对称破缺（$M_R$）的尺度接近统一尺度。这将需要不自然的小中微子汤川耦合，以避免引力子问题，并允许成功的leptogenesis。我们指出，任何一个三个选项-阈值校正由于质谱附近的统一尺度，引力引起的非重整化的运营商附近的普朗克尺度，或存在额外的光希格斯多重态-可以允许统一随着低得多的值$M_R$所需的leptogenesis。在三重态模型中，独立于这些修正，我们发现一个下限的中间尺度，$M_R > 10^9$ GeV，所产生的要求，理论必须保持微扰至少高达大统一体规模。我们表明，在双峰模型$M_R$，甚至可以在TeV区域，除了允许共振leptogenesis，可以在LHC和ILC测试。
2007-03-20 hep-ph
Wash-in leptogenesis after axion inflation
CP破坏和重子-轻子数B-L的破坏不一定要同时发生才能成功地实现轻子生成。相反，如果在高能量下新的CP破坏相互作用导致原始电荷不对称，然后在较低能量下被右手中微子（RHN）重新处理为非零的B-L不对称，这就足够了。在本文中，我们研究这种新的机制被称为“洗入leptogenesis”，利用轴子膨胀的高尺度CP破坏的来源。我们特别考虑耦合到标准模型超荷扇区的轴子膨胀，这导致超磁螺旋和费米子电荷不对称的双重生产。虽然这些费用的生存受到sphaleron过程，磁扩散和手性等离子体不稳定性的危害，我们发现了一个大范围的可行方案。我们一致地解释了RHN质量范围很广的标准模型轻子味之间的RHN味效应和相干性。我们发现10^（5. 9)GeV的质量最轻的RHN参与洗在leptogenesis，取决于在手征等离子体和哈勃尺度的通货膨胀的湍流的发病。我们的模型代表了更广泛的一类新的leptogenesis的情况下，并提出有趣的观测签名方面的星系际磁场，原始黑洞，和引力波。
2023-02-06 astro-ph.CO hep-ph
Heavy Axion from a Confining Mirror GUT
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Cornell University（康奈尔大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
提出利用镜像对称和大统一理论解决强CP问题的新框架，通过禁闭产生可计算的重轴子质量，避免精细调节，并允许未来实验可测的电偶极矩。
2026-05-27 hep-ph hep-th
Right-Handed Neutrino Production by an Axion-like Inflaton: Implications for Leptogenesis
School of Physics, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）
研究轴子样暴胀子产生右手型中微子及对非热轻子生成的影响，通过统一处理暴胀和预热中马约拉纳费米子产生，计算不同衰变极限下丰度，阐明相关基的关系，确定与重子不对称一致的参数区域。
2026-07-16 astro-ph.CO hep-ph
Leptogenesis during Axion Relaxation after Inflation
在这次演讲中，我提出了一个新的和最小的替代热leptogenesis，这是建立在假设的电弱规范玻色子耦合到一个类轴子的标量场，因为它是，例如，在某些弦紧化的情况下。这种类轴子场在暴胀结束后的运动产生了轻子和反轻子的有效化学势，在存在由重马约拉纳中微子介导的轻子数违反散射的情况下，这为通过轻生的重子生成提供了机会。在热leptogenesis相反，最终的重子不对称性原来是不敏感的质量和CP违反阶段的重中微子部门。此外，提出的方案需要至少O（10^12）GeV的再加热温度，特别是与接近大统一尺度的重中微子质量相一致。本演讲于2015年2月在富山大学HPNP 2015上发表，基于与A. Kusenko和T. T.柳田
2015-03-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational Leptogenesis in the Axion Inflation with an SU(2) gauge field
我们提出了经典SU（2）规范场下轴子暴胀模型中的一种内禀轻子生成机制。规范场通过陈-西蒙斯相互作用耦合到轴子上，并只占总能量$\frac{ρ_{_{\rm YM}}}{ρ_{_{\rm tot}}}\lesssimε^2$的一小部分。然而，它有自旋2的波动，打破了宇称，并导致手征引力波的产生在通货膨胀。通过SM中的引力异常，它自然地产生了一个净轻子数密度，足以解释物质的不对称性。我们表明，这种机制可以产生的重子光子数密度在一个自然的参数范围内的观察值，但在大尺度上有一个小的手征张量功率谱。
2016-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reconciling thermal leptogenesis with the gravitino problem in SUSY models with mixed axion/axino dark matter
成功实现热稀薄生成需要再加热温度T_R \agt 2 \times 10^9 GeV，这显然与具有TeV尺度引力子的超对称模型相冲突，后者需要更低的T_R以避免大爆炸核合成（BBN）约束。我们发现，混合轴子/轴子暗物质可以在m_{\tG} \agt为30 TeV、具有相当高的Peccei-Quinn破缺标度和初始失准角θ i < 1的模型中协调热稀薄生成和引力子问题.我们计算了轴子和轴子暗物质生产从四个来源，并施加BBN约束的长寿命引力子和中性子。此外，我们讨论了几个超对称模型，自然有几十TeV的数量级的引力子质量。我们发现，在汤川统一超对称性和AMSB与一个葡萄酒般的最轻的neutralino难以调和。然而，T_R \sim 10^{10}-10 12} GeV可以很容易地在有效超对称性和基于混合模异常调解的模型中实现。这种情况的后果包括：1.大型强子对撞机超对称性的发现应该与具有大引力子质量的超对称性模型相一致。表观中性伴子残余丰度Ω_{ \tz_1 }h^2 \alt 1，3.不应发现WIMP直接或间接检测信号，以及4.轴子质量应小于\sim 10^{-6} eV，略低于微波腔轴子探测实验探索的常规范围。
2010-12-07 astro-ph.HE hep-ph
A Predictive and Testable Unified Theory of Fermion Masses, Mixing and Leptogenesis
本文考虑一个非超对称的最小$SO(10)$大统一理论模型，它能再现标准模型中观测到的费米子质量和混合参数。我们用双圈重整化群方程计算了从大统一理论到标准模型规范群的自发对称性破缺的尺度。这个过程确定质子衰变率和$U(1)_{B-L}$破裂的尺度，产生宇宙弦和右手中微子质量尺度。因此，热leptogenesis是可行的参数空间的区域被确定和相关的费米子质量和混合，中微子双β衰变率，质子衰变率，和引力波信号产生的网络的宇宙弦。我们表明，这个框架，它可以解释标准模型费米子质量和混合和观察到的重子不对称性，将受到下一代引力波探测器和中微子振荡实验，这也将限制质子寿命的高度约束。
2023-01-28 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
From weak-scale observables to leptogenesis
热轻子生成是一种产生宇宙重子不对称性的有吸引力的机制。然而，在超对称模型中，参数空间受到重热温度$T_{RH}$上引力子约束的严格限制。对于分级轻中微子质量，当$T_{RH} \sim 10^{9} $ GeV时，热致轻生{ \it}能起作用.这种情况下的低能量可观测结果是$ BR(τ\to \ell γ) \sim 10^{-8} - 10^{-9} $。对于更高的$T_{RH}$，热leptogenesis工程在一个更大的区域的参数空间，其可观察到的后果是更加模糊的。一个参数化的跷跷板在弱规模的输入，所以结果是独立的纹理选择的大统一体规模汤川矩阵。
2003-02-20 hep-ph
Thermal leptogenesis and the gravitino problem in the Asaka-Yanagida axion/axino dark matter scenario
成功地实现热稀薄发生需要膨胀后的再加热温度T_R超过~2 \times 10^9 GeV。如此高的T_R值通常会导致早期宇宙中引力子的过度产生，这将引起主要与BBN约束的冲突。Auburn和Yanagida（AY）提出，如果采用质量等级m（sparticle）>m（gravitino）> m（axino），m（axino）keV，则这两个问题可以在Peccei-Quinn增广MSSM（PQMSSM）的上下文中得到调和。我们计算了AY方案中混合轴子/轴子暗物质的残余丰度，并研究了在什么条件下可以产生足够的热稀薄生成T_R值。高的PQ破缺尺度fa可以抑制轴子的产生，而小的真空失准角θ i可以抑制轴子的产生。大的f_a值导致中性伴子的衰变较晚。为了避免BBN的限制，AY方案需要低的中性伴子热丰度和高的中性伴子质量值。我们把晚期衰变的萨克逊介子的熵产生包括在内，发现萨克逊介子通常至少要比引力子重几倍。一个可行的AY方案表明，LHC应该发现一个与弱尺度超引力相一致的超对称粒子谱;表观中性伴子丰度很低;应该出现一个可能的轴子探测信号（可能具有亚微电子伏特范围内的m_axion），但不应该观察到WIMP暗物质的直接或间接信号。
2011-02-14 astro-ph.HE hep-ph
New approach to neutrino masses and leptogenesis with Occam's razor
最小的I型跷跷板框架与纹理零汤川和质量矩阵的灵感来自奥卡姆剃刀是不相容的正常有序的中微子质量（目前首选的数据）时，轻子混合起源于中微子部门。此外，通过稀薄生成（$M_1 \sim 10^{14}$ GeV）产生宇宙重子不对称性所需的最轻右手中微子质量与Peccei-Quinn）轴子暗物质的普通情况相冲突，其中宇宙的再加热温度通常低于$10^{12}$ GeV。在这项工作中，我们提出了一个新的奥卡姆剃刀设置，克服了这些问题，包括带电轻子混合参数化的一个单一的角度，这是预测非常接近夸克Cabibbo角。此外，大气混合角位于第二个八分圆和leptogenesis规模降低到$\sim 5.5\times 10^{10}$ GeV，解除紧张的轴子暗物质假说。
2020-09-25 hep-ph
Axion-driven spontaneous leptogenesis, precisely
University of Münster（明斯特大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) Sezione di Roma（罗马国家核物理研究所）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学宇宙边缘前沿研究中心（ Kavli 粒子宇宙学起源国际卓越中心））；Institute of Particle and Nuclear Studies, KEK（高能加速器研究机构粒子核研究部）；Graduate University for Advanced Studies (Sokendai)（综合研究大学院大学）
该研究提出轴子驱动自发轻子生成的精确方案，推导B-L不对称性主公式，证明耦合到sphaleron的轴子可成功产生观测到的重子不对称性。
2026-10-27 astro-ph.CO hep-ph
Proton Decay and Axion Dark Matter in SO(10) Grand Unification via Minimal Left-Right Symmetry
我们研究了$SO(10)$大统一理论中质子的寿命，该理论在大统一理论尺度下具有左右对称的规范理论。特别是，我们专注于最小的模型，没有双二重态希格斯场的LR对称模型，它预测LR破缺标度在$10^{10\text{--}12}$ GeV左右。质子衰变算子的Wilson系数比最小$SU(5)$ GUT模型的Wilson系数大得多，特别是当标准模型Yukawa相互作用是通过积分出额外的矢量多重态而产生的时候。结果表明，即使GUT规范玻色子质量在$10^{16\text{--}17}$ GeV的范围内，质子寿命也在超神冈实验的范围之内.我们还表明，额外的矢量多重态的质量可以产生的Peccei-Quinn对称性破缺在一个一致的方式与轴子暗物质的情况。
2020-01-30 hep-ph
Conformal GUT inflation, proton lifetime and non-thermal leptogenesis
本文通过考虑两个具有共形不变性的复单态场，推广了大统一理论$\text{SU}(5)$和$\text{SO}(10)$中的Coleman-Weinberg（CW）暴胀.在这个框架下，暴胀出现从一个自发破缺的共形对称。大统一理论的对称性意味着一个CW形式的势，这是辐射修正的结果。共形对称性将CW势的上述VEV分支转换为Starobinsky平台。因此，我们得到了$N\sim 50-60$ e-折叠的$n_{s}\sim 1-\frac{2}{N}$和$r\sim \frac{12}{N^2}$。此外，这个框架允许我们估计质子的寿命为$τ_{p}\lesssim 10^{40}$年，其衰变是由超重规范玻色子介导的。此外，我们实现了一个I型跷跷板机制的弱耦合的复杂单态，其中携带两个单位的轻子数，三代单态右手中微子（RHN）。整体轻子数的自发对称性破缺相当于中微子质量的产生。我们还考虑了非热的leptogenesis中的暴胀占主导地位的衰变成重RHN的来源所观察到的重子不对称性。我们将暴胀子场的耦合约束到RHN上，得到了再加热温度为$10^{6}\text{ GeV}\lesssim T_{R}<10^{9}$ GeV。
2019-11-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion properties in GUTs
我们总结了最近的研究，现实的非超对称大统一理论（GUTs）扩展与全球$U(1)_{\rm PQ}$对称性，以适应强CP问题的轴子解决方案。除了解决CP问题和统一SM的规范结构外，这些模型还可以产生真实的光谱和混合，包括中微子质量，并允许一致的宇宙学历史来解释暴胀，暗物质和重子生成。在我们对$SO(10)$和$SU(5)$理论的研究中，我们根据相关的阈值尺度确定了轴子的质量和耦合，并评估了前者如何受到规范耦合统一、质子衰变搜索和对撞机边界要求的约束。轴子的质量对于大统一体尺度的轴子来说是相当有限的，特别是在$SU(5)$的情况下，并且可以通过即将到来的暗物质实验来探测，例如ABRACADABRA和CASPEr-Electric。
2018-11-28 hep-ex hep-ph
Axion in the minimal SO(10) GUT
Osaka University（大阪大学）
该论文在最小超对称SO(10)大统一理论中研究QCD轴子，将特定希格斯场VEV相位差识别为轴子，并利用混合暴胀和Lazarides-Shafi机制解决畴壁问题，同时自然限制为三代费米子。
2025-10-27 hep-ph
Low-scale Resonant Leptogenesis in $SU(5)$ GUT with $\mathcal{T}_{13}$ Family Symmetry
我们研究了$SU(5) \times \mathcal{T}_{13}$模型中的低尺度共振leptogenesis，在该模型中，复杂的Tribimulateral跷跷板混合中的单个高能相产生了尚未观察到的低能Dirac和Majorana ${CP}$相。第四个右手中微子，需要在这种情况下产生可行的轻中微子质量，也被证明是必要的成功共振leptogenesis $CP$不对称性是由相同的高能量阶段。我们推导出一个下限的右手中微子质谱在$\mathrm{GeV}$范围内，其中的参数空间的一部分，虽然在紧张与大爆炸核合成的约束，可以探测计划中的高强度实验，如DUNE。我们还发现了一个奇怪的上限（$\text{TeV}$规模）的右手中微子质谱在大多数的参数空间中，由于显着冲洗的共振不对称性较轻的右手中微子的存在。虽然在我们的模型的参数空间的经典玻尔兹曼方程是足够的，当右手中微子的质量低于电弱的sphalerons冻结温度，我们诉诸更一般的密度矩阵形式主义，以考虑到右手中微子的衰变和振荡，以及它们的螺旋度是相关的，当它们是相对论性的。
2021-11-08 hep-ex hep-ph
Spontaneous Leptogenesis with sub-GeV Axion Like Particles
提出利用惰性Higgs双重态辅助的轻子数破坏算符，在低再加热温度下通过自发轻子生成机制产生轻子不对称性，使亚GeV轴子样粒子（ALP）成为可行的重子不对称性来源，可被当前与未来实验搜索检验。
2024-11-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Enhanced axion-photon coupling in GUT with hidden photon
我们证明了在具有单个Peccei-Quinn场的简单模型中，如果规范耦合统一是通过超荷和未破缺的U（1）$_H$之间的大动力学混合$χ= {\cal O}(0.1)$来实现的，那么轴子与光子的耦合可以得到增强.关键的观测结果是，U（1）$_H$规范耦合应该相当强，才能引起如此大的动力学混合，导致隐藏物质场对电磁异常的贡献增强。我们发现，相对于具有$E/N = 8/3$的GUT-轴子模型，轴子-光子耦合增强了约10-100倍。
2018-01-31 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Leptogenesis in a seesaw model with Fritzsch type lepton mass matrices
在Fukugita $et. al$提出的Fritzsch型轻子质量矩阵的跷跷板模型框架下，研究了如何通过轻子生成来实现宇宙的重子不对称性.我们研究了带电轻子汤川矩阵中存在CP破坏相的情形，以及有和没有Dirac中微子汤川相的情形。我们认为风味独立和风味依赖leptogenesis，并详细说明它们如何导致不同数量的轻子不对称性。特别是，它表明，在这个模型中的味依赖leptogenesis可以计算出只有当狄拉克中微子汤川矩阵的CP相位在大统一尺度为零。除了CP阶段，成功的leptogenesis模型中，它需要的是，重Majorana中微子质谱的简并性应该被打破，我们还表明，可以辐射诱导的简并性的崩溃。
2007-11-07 hep-ph
Hierarchical Neutrino Mass Matrices, CP violation and Leptogenesis
在这项工作中，我们研究的例子，层次中微子质量矩阵的启发，家庭对称性，与中微子振荡的实验兼容，并有一个连接之间的低能量CP破坏阶段与中微子振荡，出现在无中微子双β衰变的振幅的阶段，和相关的阶段leptogenesis。特别是，我们确定的预测，从一个纹理的基础上的SU（3）家庭的对称性与大统一体对称性，以及一个强大的层次结构的重右手马约拉纳群众。我们也给出了一些中微子质量倒置的例子，这可能是在U（1）族对称性的背景下激发的。
2003-11-16 hep-ph
GUT monopoles, the Witten effect and QCD axion phenomenology
单独来看，磁单极子和轴子都是物理学中超越标准模型的有充分动机的方面。我们证明，凭借威滕效应，它们之间的相互作用是非平凡的;单极明确地打破了相应的轴对称性，并导致缺乏通常的瞬子衍生指数抑制因子的轴子势。由于轴子以其极弱的相互作用弱相互作用为特征，因此任何增强其效应的区域都可能令人感兴趣。作为这些发现的一个应用，我们证明了在早期宇宙中一个现象学上可接受的大统一单极子种群可以有效地抑制QCD轴子暗物质丰度和CMB等曲率贡献。
2017-11-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
An Extra-Dimensional Axion in a 5D Warped Orbifold GUT
William I. Fine Theoretical Physics Institute, School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院威廉·I·芬理论物理研究所）；School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院）
该研究探讨了五维弯曲轨道GUT中轴子衰变常数的可行范围，发现其在普朗克尺度附近可保持扰动性，从而自然容纳高质量QCD轴子。
2025-12-17 hep-ph hep-th
An SO(10) GUT With See-Saw Masses For All Fermions
我们提出了一个SO（10）大统一理论，它具有迄今为止文献中讨论过的最简单的Higgs结构。我们只包括两个希格斯标量，一个210-plets和一个16-plets。除了正规费米子，我们还包括一个单态，它的质量项破坏了手征对称性，所以费米子可以得到质量。所有的费米子都获得了跷跷板质量，因为没有希格斯双二重态。在这个模型中，所需的中微子质量与大的混合以及leptogenesis是可能的。
2004-11-07 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
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
Leptogenesis from oscillations and dark matter
在标准模型中，马约拉纳单重态费米子在1-100 GeV范围内的扩展可以通过这些中微子的CP破坏振荡引起冻结时的重子不对称性：这就是众所周知的ARS机制。在本文中，我们认为可能的扩展的最小ARS的情况下，不仅可以解释成功的leptogenesis，但也解释了其他开放的问题，如暗物质。我们发现弱耦合B-L规范玻色子、不可见QCD轴子模型和单重态majoron模型可以同时解释暗物质和重子不对称性。
2019-08-12 hep-ph
Leptogenesis: Theory and Neutrino Masses
在简要讨论了重子和轻子数的不守恒性之后，我们回顾了大统一尺度中微子质量的热轻子生成的现状，以及keV中微子作为暗物质和重中微子质量在LHC范围内的低尺度替代方案。最近的进展，对一个完整的量子力学描述leptogenesis与共振leptogenesis作为一个应用程序。最后，宇宙学B-L破缺被认为是早期热宇宙的起源，产生了熵、重子不对称性和暗物质。
2012-10-29 astro-ph.CO hep-ph
ALP leptogenesis
提出基于类轴子粒子衰变产生右手中微子的新轻子生成机制，降低RHN质量要求两个数量级，并给出超对称实现以容纳引力子暗物质。
2025-01-22 astro-ph.CO hep-ph
Hadrophobic Axion from GUT
基于 $SU(5)\ imes U(1)_{\ m PQ}$ 大统一理论提出一种新型强子避性与避电性轴子模型，利用同位旋对称性解决强 CP 问题，并可作为暴胀子与暗物质，为 GUT 和味道起源提供实验探针。
2024-02-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Baryogenesis from the weak scale to the grand unification scale
本文综述了近年来的重子发生研究现状，重点介绍了电弱重子发生和轻子发生。第一个详细的研究是在SU（5）GUT模型中进行的，其中细夸克的CP破坏衰变产生重子不对称性。这些大统一模型被排除在B+L违反sphaleron过程在高温下的发现。然而，一种新的可能性出现了，即电弱重子发生。这里，在强烈的一阶相变中，sphaleron过程产生重子不对称性。这种机制已经在标准模型的许多扩展中进行了研究。然而，来自大型强子对撞机和低能精密实验的限制排除了大多数已知的模型，留下了一个有趣的可能性，即电弱对称性破缺的复合希格斯模型。Sphaleron过程也是轻子生成的基础，其中重右手中微子的CP破坏衰变产生轻子不对称，部分转化为重子不对称。这一机制与大统一理论重子生成机制密切相关，基于大统一理论模型的简单估计可以解释观测到的重子光子比的数量级。在单味近似下，导出了轻中微子质量的上界，它与中微子质量和的宇宙学上界是一致的。对于准简并右手中微子，轻子生成温度可以从大统一尺度降低到弱尺度，GeV无菌中微子的CP破坏振荡也可以导致轻子生成。在发展一个完整的领域的热leptogenesis的理论描述，这表明与规范玻色子的热等离子体的相互作用起着至关重要的作用，取得了重大进展。最后，我们讨论了最近的想法如何跷跷板机制和B-L破缺在大统一尺度可以探测的引力波。
2021-11-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Superstring-Inspired Particle Cosmology: Inflation, Neutrino Masses, Leptogenesis, Dark Matter & the SUSY Scale
基于在无标度超引力框架下形成的翻转SU（5）$\times$ U（1）规范群，我们发展了一个粒子宇宙学的弦启发模型。该模型实现了Starobinsky样的通货膨胀，我们假设随后是强大的再加热，与大统一组织的对称性被打破随后由轻'flaton'字段的衰减产生第二阶段的再加热。我们讨论了引力伴子的产生及其衰变对冷暗物质密度的非热贡献，冷暗物质的密度假定由最轻的中性伴子提供。我们还讨论了轻、重中微子的质量和稀薄成因。如前所述[1]，暴胀子、物质和GUT希格斯场之间的超势耦合（称为$λ_6$）起着关键作用。我们扫描了$λ_6$的可能值，探索观测值的可能值之间的相关性。我们强调，在大统一理论过渡期间熵的释放允许大区域的超光速破坏参数空间，否则将导致严重的超密度暗物质。此外，我们发现，大爆炸核合成的$\sim 1$ MeV的再加热温度的下限限制了超对称破坏尺度的范围${\cal O}(10)$ TeV，这是一致的，在LHC的超对称粒子的情况下。
2019-10-25 astro-ph.CO hep-ph
