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第4世代による荷電共役パリティ対称性の破れとバリオン数非対称性の生成

第四代带电共轭宇称对称性的破缺和重子数不对称性的产生

基本信息

批准号：
20039002
负责人：
菊川芳夫
金额：
$ 0.77万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,第4世代のクォーク・レプトンの存在を仮定し,宇宙初期のバリオン-反バリオン非対称性を生ずる新しい機構の可能性を検討する.特に,クォーク,荷電レプトン,ニュートリノそれぞれのセクターにおける新たなCP位相によって,どれだけのバリオン-反バリオン非対称性を生成することができるかを,素粒子論的宇宙論の手法で定量的に評価することを試みる.平成20年度は,重い第4世代による強い1次電弱相転移の可能性を検討した.重い第4世代クォーク・レプトンが存在し,その真空凝縮(あるいは質量)が,SU(2)×U(1)ゲージ対称性の自発的破れのオーダーパラメータの役割を果たすと考えられる状況では,真空の量子的揺らぎを記述する低エネルギー有効理論には,第4世代のクォークやレプトンの真空凝縮のそれぞれに対応するように複数のヒッグススカラー場の導入が必要になると考えられる.このとき,高温状態でのSU(2)×U(1)ゲージ対称性の回復にともなう相転移は,Coleman-Weinberg機構によって,1次相転移になる可能性がある.この"第4世代による1次電弱相転移の可能性"を,有限温度場の量子論におけるone-loop近似の有効ポテンシャルを用いて半定量的に解析した.ヒッグススカラー場の複合粒子条件を課さない場合には,260GeVを超える質量をもつ第4世代クォークが存在しても,Electroweak Baryogenesisに必要な程度の強い1次相転移が起こりうる.しかし,複合粒子条件を課す場合には,1次相転移は弱くなる傾向にあることが明らかになった。電弱相転移におけるバリオン数非対称性の生成率を定量的に評価する方法は,軽いクォーク・レプトンを仮定したものがこれまで用いられてきた。平成21年度は,この方法が,重い第4世代クォーク・レプトンに適用可能か,検討を行った。

This paper discusses the possibility of the existence of a new mechanism in the fourth generation, and the existence of a new asymmetric mechanism in the early universe. In particular, charged particles, charged In the 20th year of Heisei, the possibility of strong and weak phase shift in the 4th generation was discussed. In the fourth generation, the vacuum condensation (mass) exists,SU(2)×U(1) is symmetric, and the self-destruction of the vacuum condensation occurs. The vacuum condensation of the fourth generation is necessary for the introduction of a plurality of vacuum fields. SU(2)×U(1) at high temperature may be the first order phase shift in Coleman-Weinberg mechanism. This paper discusses the possibility of the first order weak phase shift in the fourth generation. In this case,260GeV is the largest mass in the fourth generation, and the first phase shift is necessary for Electroweak Baryogenesis. In the case of complex particles, the first phase shift is weak. The method of quantitative evaluation of the generation rate of electric weak phase shift is to determine the generation rate of electric weak phase shift. Heisei 21st year, this method, heavy in the 4th generation, the application of the possibility, the discussion of the implementation.