Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Leptogeneza, czyli skąd się wzięła asymetria barionowa Wszechświata Krzysztof Turzyński IFT.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Leptogeneza, czyli skąd się wzięła asymetria barionowa Wszechświata Krzysztof Turzyński IFT."— Zapis prezentacji:

1 Leptogeneza, czyli skąd się wzięła asymetria barionowa Wszechświata Krzysztof Turzyński IFT

2 Paradygmat obserwacje są zgodne z hipotezą gorącego wielkiego wybuchu nukleosynteza (T 1MeV) rozpowszechnienie lekkich pierwiastków odłączenie promieniowania (T 1eV) widmo mocy reliktowego promieniowania tła szczegóły obu procesów zależą od względnej gęstości barionów i fotonów

3 Rekombinacja p+p+ e–e– p+p+ e–e– latczas

4 Rekombinacja zaadaptowane z Hu & White,Sci.Am czas położenie

5 W.Hu, homepage

6 Liczba odpowiada kwarkom na antykwarków – mała ! WMAP3

7

8 Liczba odpowiada kwarkom na antykwarków – mała ! zbyt duża na fluktuację we wszechświecie z równą ilością materii i antymaterii WMAP3

9 Repetytorium termodynamiczne Wszechświat gorący T >> M n T 3 Wszechświat gorący T << M n (MT) 3/2 e –M/T W równowadze termodynamicznej... T >> 1GeV – dużo barionów i antybarionów; procesy anihilacji równoważą się z procesami produkcji T 1GeV – gęstość barionów i antybarionów zmniejsza się gwałtownie dzięki anihilacjom niezrównoważonym procesami produkcji T 25MeV – rozrzedzenie cząstek sprawia, że anihilacje praktycznie ustają; wtedy n b /n 10 –16

10 Pierwotna nukleosynteza D 4 He 7 Li graph adapted from Cyburt, 2004

11 Pierwotna antymateria? graphs adapted from Stecker, 2002 antyprotonyanty-α

12 Warunki Sacharowa Warunki konieczne do dynamicznego wygenerowania niezerowej liczby barionowej we wszechświecie z równą początkową ilością materii i antymaterii

13 Warunki Sacharowa 1 Istnieją oddziaływania naruszające liczbę barionową B

14 Warunki Sacharowa 2 Oddziaływania naruszające B naruszają także C i CP B (i) -B (i) Jeśli C zachowane prawdopodobieństwa takich rozpadów są równe

15 Warunki Sacharowa 3 Oddziaływania naruszające B nie są w równowadze termodynamicznej B B W równowadze termodynamicznej prawdo- podobieństwa takich rozpadów są równe

16 Warunki Sacharowa Uwaga 1. Zamiast B można rozważać dowolną inną liczbę kwantową. L, B – L, B + L... Uwaga 2. Jeżeli oddziaływania naruszające B (L...) wrócą kiedykolwiek do równowagi termodynamicznej, to wymyją całkowicie wygenerowaną asymetrię.

17 II. Bariogeneza elektrosłaba

18 CP w modelu standardowym daLdaL ubLubL W–W– C CP daLdaL ubLubL W+W+ ig 2 V ab daRdaR ubRubR W–W– Eksperymenty z mieszaniem neutralnych mezonów potwierdzają naruszenie CP w modelu standardowym, tzn. V ab V ab* daRdaR ubRubR W–W– ig 2 V ab*

19 Sphalerony przejścia między próżniami w równowadze termodyn. dla GeV > T > T ew Sphaleron konfiguracja pól lokalnie maksymalizująca energię B=3 L=3 B – L zachowane B + Lnaruszone V

20 Elektrosłabe przejście fazowe T<>T c V T>>T c T<

21 W pewnym miejscu wszechświata powstaje bąbelek złamanej fazy i gwałtownie się rozszerza, obejmując w końcu cały obserwowalny wszechświat Pozostałe na zewnątrz antykwarki są niszczone w oddziaływaniach sphaleronowych Ścianka wpuszcza chętniej do środka bąbelka kwarki niż antykwarki faza złamanej symetrii faza niezłamanej symetrii Tu jesteśmy

22 Dlaczego to nie działa? T>>T c T<

23 III. Bariogeneza Afflecka-Dinea

24 Bariogeneza Afflecka-Dinea Rozważmy jednorodne pole u niosące liczbę barionową Naruszenie liczby barionowej Naruszenie symetrii CP Równania ruchu u(t=0) R ale generuje się część urojona n B 0 Rozpad na zwykłe cząstki Powstanie konfiguracji Q-ball n B J

25 IV. Bariogeneza przez leptogenezę

26 B L B+L=0 B–L=const Sphalerony Przejścia sphaleronowe zachowują B–L wymywają B+L Asymetria w L zostaje przetworzona w asymetrię barionową

27 Masy neutrin m 2 sol 0 m 2 atm 0

28 Masy neutrin Oddziaływanie fermionu z cząstką bezspinową zmienia skrętność fermionu. L R Jeżeli fermion oddziaływa ze stałą wartością (oczekiwaną) pola skalarnego, to nabiera masy – mechanizm Higgsa w Modelu Standardowym

29 Masy neutrin dwie możliwości L R R = R L R – nowy stan niewystępujący w Modelu Standardowym – neutrino sterylne (nieoddziałujące z W,Z 0 ) cząstka Diraka tylko stany występujące w Modelu Standardowym – ale naruszona liczba leptonowa (i co z tego?) cząstka Majorany

30 Mechanizm huśtawki

31 Leptogeneza Wczesny Wszechświat: N 1 rozpadają się przy wskutek asymetrii CP w tych rozpadach i może powstać asymetria w L, która następnie jest zamieniana na asymetrię w B w przejściach między próżniami elektrosłabymi warunek Davidson-Ibarry WMAP 5

32 Generowanie asymetrii w L Pusty wszechświat po inflacji generowanie wymywanie generowanie wymywanie L B efekty nieperturbacyjne przed złamaniem symetrii elektrosłabej

33 Przewidywania leptogenezy K 1 =(Y Y) 11 v 2 /M 1 >m 1 ( w jednostkach 1.08meV) Di Bari, 2006

34 Ograniczenia na T RH mSUGRA T RH < 10 (6)7-9 GeV

35 Jak zwiększyć asymetrię CP bez wymywania powstającej asymetrii leptonowej? dwa prawochiralne neutrina o zdgenerowanych masach (być może całkowicie) ekscentryczna forma macierzy sprzężeń Yukawy neutrin …

36


Pobierz ppt "Leptogeneza, czyli skąd się wzięła asymetria barionowa Wszechświata Krzysztof Turzyński IFT."

Podobne prezentacje


Reklamy Google