$SO(5) \times U(1) \times SU(3)$规范-希格斯统一中的电弱与左右相变

研究表明,受GUT启发的$SO(5)\times U(1) \times SU(3)$规范-希格斯统一中的电弱相变是弱一阶的,发生于$T = T_c^{\rm EW} \sim 163\,$GeV,这与微扰理论中标准模型的行为非常相似。在更高温度处出现一个新相。$SU(2)_L \times U(1)_Y$($\theta_H=0$)相与$SU(2)_R \times U(1)_{Y'}$($\theta_H=\pi$)相在$T \sim m_{\rm KK}$以上几乎简并,其中$m_{\rm KK}$为卡鲁扎-克莱因质量标度,通常约为13$\,$TeV,$\theta_H$为沿第五维度的阿哈罗诺夫-玻姆相位。两相位在$T = T_c^{\rm LR} \sim m_{\rm KK}$处简并。随着早期宇宙演化中温度下降,$SU(2)_R \times U(1)_{Y'}$相变得不稳定。从$SU(2)_R \times U(1)_{Y'}$相到$SU(2)_L \times U(1)_Y$相的隧穿率变得可观,并在$T=2.5 \sim 2.6\,$TeV发生一阶相变。该左右相变产生的引力波量很小,远低于激光干涉空间天线(LISA)的灵敏度探测范围。本文还给出了$SU(2)_R \times U(1)_{Y'}$相的详细分析。研究表明,随着$\theta_H$从0变化到$\pi$,$W$玻色子、$Z$玻色子和光子转变为$SU(2)_R \times U(1)_{Y'}$相中的规范玻色子。并确定了$SU(2)_R \times U(1)_{Y'}$相中夸克、轻子与暗费米子的规范耦合和波函数。