发表机构
University of Wisconsin-Madison; Argonne National Laboratory（威斯康星大学麦迪逊分校; 阿贡国家实验室）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。AI 中文总结
本文研究标准模型规范群全局结构未确定的问题，通过热紧致化产生的畴壁，计算其温度依赖性质并建立演化模型，发现壁能量分数极小但可探测全局结构。
AI 中文摘要
标准模型（SM）规范群的全局形式，即 $[SU(3)_c\times SU(2)_L\times U(1)_Y]/\Gamma$（其中 $\Gamma\subseteq\mathbb{Z}_6$），仍未确定。对于 $\Gamma=\mathbb{Z}_p$，标准模型具有一个残余的全局电一形式对称性 $\mathbb{Z}_{6/p}$。在热圆上紧致化会产生一个普通的离散零形式对称性，其自发破缺可以产生宇宙学畴壁。我们计算了电弱标度以下 $\mathbb{Z}_{6/p}$ 畴壁的温度依赖的张力和宽度，这些畴壁对于除 $\Gamma=\mathbb{Z}_6$ 之外的每个商群都存在，发现在我们的基准情形中，它们的厚度在再电离时期附近可以达到千米尺度。这些宏观热界面如果产生，将构成标准模型的“长城”。我们发展了一个唯象的热速度依赖单尺度模型来追踪其网络演化，其中包含了温度依赖的表面张力、惯性和等离子体阻力。对于足够早的形成，我们的基准情形给出的壁能量分数在大爆炸核合成开始附近约为 $10^{-14}$ 量级，在更晚时期有进一步的抑制。不确定性来源于将表面自由能与物理壁能量联系起来，以及晚期的等离子体演化和结构形成。尽管它们的能量分数很小，这些壁可以探测标准模型规范群的全局结构，这促使人们专门寻找它们的宇宙学特征。
英文摘要
The global form of the Standard Model (SM) gauge group, $[SU(3)_c\times SU(2)_L\times U(1)_Y]/Γ$, with $Γ\subseteq\mathbb{Z}_6$, remains undetermined. For $Γ=\mathbb{Z}_p$, the SM possesses a residual global electric one-form symmetry $\mathbb{Z}_{6/p}$. Compactification on the thermal circle yields an ordinary discrete zero-form symmetry whose spontaneous breaking can produce cosmological domain walls. We calculate the temperature-dependent tension and width of the $\mathbb{Z}_{6/p}$ domain walls below the electroweak scale, which exist for every quotient except $Γ=\mathbb{Z}_6$, finding that their thickness can reach the kilometer scale around reionization in our benchmarks. These macroscopic thermal interfaces, if produced, would constitute the "Great Walls" of the Standard Model. We develop a phenomenological thermal velocity-dependent one-scale model to follow their network evolution, incorporating temperature-dependent surface tension, inertia, and plasma drag. For sufficiently early formation, our benchmarks give an estimated wall energy fraction of order $10^{-14}$ near the onset of Big Bang nucleosynthesis, with further suppression at later times. Uncertainties arise from relating surface free energy to physical wall energy and from late-time plasma evolution and structure formation. Despite their small energy fraction, these walls could probe the global structure of the SM gauge group, motivating dedicated searches for their cosmological signatures.
Comments59 pages, 8 figures
