重子数破坏伴随CP破坏作为超流配对相互作用诱导的量子隧穿效应

在这项工作中，我们受Brout-Englert-Higgs模型与Ginzburg-Landau模型之间形式类比的启发，探索了一种重子数（$\mathcal{B}$）破坏的新图景。这一新图景的一种可能表现是中子和反中子对之间的转变（即 $nn \rightarrow \bar{n}\bar{n}$），其破坏 $\mathcal{B}$ 达4个单位。在超流配对相互作用存在下，两个中子可形成库珀对，并可用携带两个单位 $\mathcal{B}$ 的半经典复标量场来建模。在存在 $\mathcal{B}$ 破坏项时，系统不具有连续的 $U(1)$ 对称性，而是具有离散的 $Z_2$ 对称性。在 $Z_2$ 对称性自发破缺之前，中子库珀场与反中子库珀场的基态（真空）应具有简并的能级。在 $Z_2$ 对称性自发破缺之后，基态的简并性会被解除，并且可出现在两种不等价基态之间插值的畴壁。若中子库珀场的真空能高于反中子库珀场，则假真空（$nn$）会通过跨越畴壁的量子隧穿过程衰变为真真空（$\bar{n}\bar{n}$）。因此，$nn \rightarrow \bar{n}\bar{n}$ 转变过程可被视为由超流配对相互作用诱导的经量子隧穿过程的假真空衰变。$\mathcal{B}$ 破坏与CP破坏效应都可在 $nn \rightarrow \bar{n}\bar{n}$ 转变过程中得到非常自然的容纳。伴随CP破坏的 $\mathcal{B}$ 破坏过程将为探索超越标准模型的新物理开辟一条有前景的途径。