2つのヒッグス二重項をもつ電弱理論によるバリオン数生成

点击翻译按钮获取中文摘要

2つのHiggs doubletを含む電弱理論において、電弱一次相転移の際に形成される電弱泡の関数形(絶対値と位相)を運動方程式を解くことによりダイナミカルに決定した。特に対称相と非対称相での同じ境界条件を満たす解が幾つか存在する場合があり、Higgs sectorにある小さなexplicit CP violationによりエネルギーに差が生じ、そのCP violationがある程度大きくなると最もエネルギーの低い解のみが安定に存在しうることを見た。昨年度の研究ではHiggsの期待値の絶対値部分はkinkの関数に限定していたが、今回はそれも力学変数として取り扱うことでより低いエネルギーの解が得られた。これらの解のうち最も興味深いのは、Higgsの有効ポテンシャルがある条件を満たすとき、ゼロ温度で現在の真空となる非対称相でのHiggsの相対位相はexplicit CP violation で決まる小さなものであるが、電弱泡の近傍でのみ大きくなるというものである。このタイプの解はCPの破れに対する実験の拘束条件を満たしつつ大きなバリオン数を生じることが出来る。実際、それぞれの電弱泡とquarkやleptonとの相互作用で生じるchiral charge fluxと各泡の生成率を計算することにより正味のバリオン数生成量を計算した結果、現在のバリオン数が説明できることを示した。また、このような有効ポテンシャルが実現されるかどうかを調べるために、3つの秩序変数(2つのHiggsの絶対値と相対位相)の関数である有効ポテンシャルを有限温度で計算した。一般の2つのHiggs doubletを含む模型ではHiggsの自己相互作用のパラメータを適当に選べばそのような有効ポテンシャルが得られるが、最小超対称標準模型ではgauge couplingでスカラー4点相互作用は決まっているが、超対称粒子の有限温度や輻射補正により実現されることを示した。