Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

O bariogenezie i leptogenezie Krzysztof Turzyński Instytut Fizyki Teoretycznej Wydział Fizyki UW.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "O bariogenezie i leptogenezie Krzysztof Turzyński Instytut Fizyki Teoretycznej Wydział Fizyki UW."— Zapis prezentacji:

1 O bariogenezie i leptogenezie Krzysztof Turzyński Instytut Fizyki Teoretycznej Wydział Fizyki UW

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 Liczba odpowiada kwarkom na antykwarków – mała ! after Davidson et al., WMAP+BAO+SNe BBN

4

5 Liczba odpowiada kwarkom na antykwarków – mała ! zbyt duża na fluktuację we wszechświecie z równą ilością materii i antymaterii after Davidson et al., WMAP+BAO+SNe

6

7

8

9 Warunki Sacharowa Warunki konieczne do dynamicznego wygenerowania niezerowej liczby barionowej we wszechświecie z równą początkową ilością materii i antymaterii 1 naruszenie B 2 naruszenie C i CP 3 naruszenie równowagi termodynamicznej

10 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.

11 I. Bariogeneza elektrosłaba

12 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*

13 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

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

15 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

16 Dlaczego to nie działa (SM)? T>>T c T<

17 SM vs asymetria barionowa Rozszerzenie SM pozwalające na generowanie asymetrii barionowej musi uwzględniać następujące składniki: 1. Nowe źródła naruszenia CP 2. Czynniki powodujące, że elektrosłabe przejście fazowe jest I rodzaju

18 II. Bariogeneza Afflecka-Dinea

19 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

20 III. Bariogeneza przez leptogenezę

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

22 Masy neutrin 1. Oscylacje neutrin 2. Widmo rozpadu beta trytu 3. Kosmologia (CMB vs LSS) WMAP WMAP+BAO+SNe WMAP+BAO+Sne+HST+MegaZ after Thomas et al,

23 Masy neutrin Oddziaływanie fermionu z cząstką bezspinową zmienia skrętność fermionu. L R Oddziaływanie ze stałą wartością próżniową pola skalarnego => masa – mechanizm Higgsa w Modelu Standardowym

24 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

25 Masy neutrin mechanizm huśtawki – dwie możliwości w jednej L R = R NRNR NL= NLNL= NL m = (M EW ) 2 / M duża M N = M duża N: singlet SU(2), fermion (Typ I) tryplet SU(2), skalar (Typ II) tryplet SU(2), fermion (Typ III)

26 Generowanie asymetrii w L generowanie wymywanie generowanie wymywanie

27 Generowanie asymetrii w L Naruszenie CP

28 Generowanie asymetrii w L Równowaga (produkcja) > Procesy produkcji są szybkie, zatem rozkład ciężkich neutrin szybko osiąga postać równowagową. Silne wymywanie:

29 Generowanie asymetrii w L Brak równowagi (rozpad)

30 Generowanie asymetrii w L

31 Podsumowanie Pochodzenie asymetrii barionowej Wszechświata wciąż jest zagadką: różne opcje możliwe. Leptogeneza wydaje się opcją stosunkowo naturalną. Naruszenie CP istotne dla leptogenezy nie musi mieć nic wspólnego z ziemską fizyką neutrin.


Pobierz ppt "O bariogenezie i leptogenezie Krzysztof Turzyński Instytut Fizyki Teoretycznej Wydział Fizyki UW."

Podobne prezentacje


Reklamy Google