Hyperladdningsbrytande scenarier kan förklara baryonasymmetrin i universum.

21 februari 2025

Detta artikel har granskats enligt Science X redaktionella process och policyer. Redaktörerna har framhävt följande egenskaper samtidigt som de säkerställt innehållets trovärdighet:

faktagranskning

granskning av kollegor

pålitlig källa

korrekturläst

av Ingrid Fadelli, Phys.org

Standardmodellen (SM), den huvudsakliga fysikram som beskriver elementarpartiklar och de krafter som driver dem, beskriver centrala mönster i fysikaliska interaktioner som kallas för kalibrersymmetrier. En av de symmetrier den beskriver är den s.k. U(1)Y-hyperladdningen: en kalibrersymmetri som bidrar till partiklarnas elektriska laddning innan elektromagnetiska och svaga krafter blir åtskilda (dvs. före den elektrosvaga fasövergången).

Forskare vid Universidad Autónoma de Madrids avdelning för teoretisk fysik (DFT) och Instituto de Física Teórica (IFT) genomförde nyligen en studie som undersökte hur förhållandena som fanns i det tidiga universumet skulle kunna leda till den spontana brytningen av denna kalibrersymmetri, och kopplade detta fenomen till vissa modeller för generering av neutrino massa som kallas radiativa neutrino massa modeller. Deras artikel, publicerad i Physical Review Letters, bygger specifikt på en teoretisk ram kallad Zee-Babu-modellen, en utvidgning av SM som förklarar generering av neutrino massa.

"I Standardmodellen återställdes den spontant brutna elektrosvaga kalibrersymmetrin, som styr naturens elektromagnetiska och svaga interaktioner, i universums första ögonblick, när universums temperatur var högre än den elektrosvaga energiskalan," berättade prof. Jose Miguel No, Luca Merlo, Alv...'Vi visade att partikelfysikmodeller med en icke-minimal skalär sektor är mycket lovande scenarier för att samtidigt förklara flera av de olösta problemen med SM, i vårt fall ursprunget till neutrino massor och genereringen av universums baryonasymmetri.' Det senaste arbetet av detta forskarlag kan snart öppna intressanta möjligheter för studiet av neutrino fysik och ursprunget till materia. I framtiden kan det bidra till utvecklingen av alternativa modeller av universum som erbjuder bättre förklaringar för dess materia-antimateria asymmetri. 'Samtidigt banar vårt arbete väg för alternativa, nya sätt att förklara ursprunget till universums baryonasymmetri som slutligen leder till vår existens,' sa forskarna. De senaste analyserna av No, Merlo, Lozano-Onrubia och López-Zurdo gäller specifikt en specifik teoretisk ram för neutrino massgenerering som kallas Zee-Babu-modellen. Som en del av sin nuvarande forskning försöker forskarna avgöra om deras resultat endast gäller för denna modell eller om de kan utökas till en bredare uppsättning teorier som beskriver rika skalära sektorer. 'Dessutom kan detta 'omvända symmetribrott' fenomen (att en viss symmetri, som skulle anses vara exakt i det tidiga universumet, faktiskt bröts då) ge en lösning på andra problem med SM, såsom det 'starka-CP' problemet - varför de starka interaktionerna verkar bevara den diskreta CP-symmetrin,' tillade forskarna. 'Detta är en möjlighet som vi utforskar i en ytterligare analys vi genomför.' Mer information: S. López-Zurdo et al, Early Universe Hypercharge Breaking and Neutrino Mass Generation, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.041802. Tidskriftsinformation: Physical Review Letters © 2025 Science X Network