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左右对称模型中的正反物质不对称

刘洪欢  
【摘要】: 正反物质不对称的起源是粒子物理和宇宙学面临的最有挑战的问题之一.要从一个重子数B = 0的宇宙产生净种重子数,需要一个动力学机制在宇宙演化中产生重子不对称.重子生成通过轻子生成实现就是这样一个产生重子不对称的动力学机制,并且自从非零质量的中微子发现以后,这一机制已经受到很多的关注.在本文中,我们在左右对称模型中研究了轻子混合和轻子生成机制.考虑夸克轻子对称性mD~mu和夸克轻子互补关系:θ_(12) +θ_(12)~q≈45°和θ_(23) +θ_(23)~q≈45°,我们假设双大混合矩阵存在于带电轻子部分,而UCKM矩阵存在于中微子部分.通过这个假设,我们得到轻子混合具有接近最大的2-3混合,较大的1-2混合和很小的1-3混合.然后讨论了右手中微子衰变的几个CP破坏的来源,其中介绍了一个新的涉及到右手三重态的顶角修正图,并且这个图对总CP不对称有较大贡献. 本论文还在超对称性SU(5)统一模型中研究了S4味对称性.在这一模型中,费米子被分配到了S4的反对称表示32中.费米子的质量来源于涉及到属于SU(5)的表示1, 5, 5和45的Higgs多重态的Yukawa耦合项.而质量矩阵的结构则由S4味对称决定.本模型还引入了右手中微子,并且左手中微子的微小质量只来自于I-型seesaw机制.对称性破缺以后得到的质量矩阵参数数目少于实验输入值. 最后在一个新的包含味SO(3)的扩充的左右对称统一模型中讨论了重子生成机制.在这个模型中,一个新的SU(2)同位旋群和作为低能费米子镜像的新超重费米子被引入.模型的Dirac型Yukawa耦合系数很小,以至在右手中微子衰变过程中产生的CP不对称太小而不能在重子生成中产生足够大的重子不对称.引入超重规范波色子的衰变来产生B - L量子数破坏和CP破坏.在电弱对称性破缺之前, B - L破坏通过Sphaleron过程转变为重子数破坏,最后得得到到到的的重子不对称与今天宇宙的观测值一致.


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