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含重中微子味的轻子生成:从密度矩阵到Boltzmann方程

高能物理 - 唯象学 2013-01-08 v2

摘要

在密度矩阵形式体系内讨论了含重中微子味的轻子生成。我们写出了描述物质-反物质不对称性产生的密度矩阵方程,适用于任意右手(RH)中微子质量选择。对于处于完全味耦合区间的等级化RH中微子质量,该方程可简化为多阶段Boltzmann方程。在此情况下,我们恢复并扩展了先前在量子态坍缩描述中导出的结果。我们确认了幻影项的普遍存在。然而,考虑到规范相互作用的作用,我们表明它们在产生时被冲刷掉,其冲刷率较作用于总不对称性的冲刷率减半。在N_1主导场景中,它们相互抵消而不对最终重子不对称性产生贡献。在其他场景中,它们通常不会抵消,必须予以考虑。我们还确认,较重RH中微子产生的不对称性中存在一个(正交)分量,能完全逃脱较轻RH中微子的冲刷,并表明幻影项对此有额外贡献。另一个(平行)分量即使对于弱冲刷,也会以通常的指数因子被冲刷。最后,作为示例,我们结合上述发现研究了两RH中微子模型,表明在此情况下幻影项同样可对最终不对称性产生贡献。

关键词

引用

@article{arxiv.1112.4528,
  title  = {Leptogenesis with heavy neutrino flavours: from density matrix to Boltzmann equations},
  author = {Steve Blanchet and David A. Jones and Pasquale Di Bari and Luca Marzola},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1112.4528},
  year   = {2013}
}

备注

39 pages, 5 figures; v2: added Appendix and discussion in 2.2 on lepton-antilepton flavour compositions difference (eq. (28) is a new result); footnotes 4 and 5; new effect of gauge interactions in inducing wash-out of phantom terms but with halved wash-out rate compared to the total asymmetry wash-out rate; matches JCAP version