一种具有显式 CP 破坏并能产生重子不对称性的改进标准模型

在本手稿中，我们提出一种显式描述电弱相互作用标准模型（SM）中 CP 对称性破坏的方法。通过这种方式，获得了代表 CP 对称性破坏的复卡比博-小林-益川（CKM）矩阵。起初，我们陈述了产生复 CKM 矩阵的两个必要非充分条件作为判据。随后我们发现，一个 $3\times 3$ 厄米矩阵的实部与虚部之间的一个有趣条件可给出其参数间的额外关系，并将参数数量从十八个减少至五个。在先前的研究中，这只能减少至九个。通过对其中部分参数另作假设，质量矩阵形式被进一步简化从而可解析对角化，并由此获得四个揭示夸克代之间或之内 $S_N$ 对称性的矩阵。在此类 $S_N$ 对称情形中的某些情况下，导出的 CKM 矩阵为复矩阵，表明 CP 对称性相应被破坏。以 Jarlskog 不变量作为 CPV 强度的估计，该模型预测的值比实验测得的经验值强数个数量级。然而，这恰好部分填补了宇宙学观测到的重子不对称性（BAU）量与当前粒子物理标准模型预测值之间的鸿沟。这也证明了若某些费米子在极高温下不可区分（即 $S_N$ 对称）时，早期宇宙中长久怀疑存在的 BAU 产生时期确实存在。