共形 GUT 暴胀、质子寿命与非热轻子生成

在本文中，我们通过引入两个具有共形不变性的复单态场，推广了诸如 $\text{SU}(5)$ 和 $\text{SO}(10)$ 等大统一理论（GUTs）中的 Coleman-Weinberg（CW）暴胀。在此框架中，暴胀源于自发破缺的共形对称性。GUT 对称性由于辐射修正而给出具有 CW 形式的势。共形对称性将上述 CW 势的 VEV 分支平坦化为 Starobinsky 平台。结果，对于 $N\sim 50-60$ 次 e-foldings，我们得到 $n_{s}\sim 1-\frac{2}{N}$ 和 $r\sim \frac{12}{N^2}$。此外，该框架使我们能估计质子寿命为 $\tau_{p}\lesssim 10^{40}$ 年，其衰变由超重规范玻色子介导。而且，我们通过将携带两个单位轻子数的复单态弱耦合到三代单态右手中微子（RHNs），实现了 I 型跷跷板机制。全局轻子数的自发对称性破缺等同于中微子质量的产生。我们还考虑了非热轻子生成，其中暴胀子主要衰变为重的 RHNs，从而产生观测到的重子不对称性。我们约束了暴胀子场到 RHNs 的耦合，给出再加热温度为 $10^{6}\text{ GeV}\lesssim T_{R}<10^{9}$ GeV。