轻子生成中的准粒子——一项硬热圈研究

我们利用热场论虚时形式论中经硬热圈重求和后的传播子，分析了热准粒子在轻子生成中的效应。我们在一个包含三个右手重中微子$N_1$、$N_2$和$N_3$的轻子生成玩具模型中进行分析。我们考虑衰变和逆衰变，并在$M_2 \gg M_1$的层级极限下工作。我们忽略味道效应，并假设温度远小于$M_2$和$M_3$。我们特别关注费米子准粒子的影响。我们允许轻子除了与中微子的相互作用外彼此解耦，或者通过某种强相互作用（例如通过规范玻色子）处于化学平衡。在另外两种情况下，我们用零温传播子近似完整的硬热圈轻子传播子，其中一种情况用轻子的热质量$m_\ell(T)$替换零温质量，另一种情况用正螺旋度模式的渐近质量$\sqrt{2} \, m_\ell(T)$替换。我们计算了所有相关的衰变率和$\CP$不对称性，并求解了我们推导出的相应玻尔兹曼方程。我们比较了四种热学情况与真空情况在三种不同初始中微子丰度（零丰度、热丰度和主导丰度）下的最终轻子不对称性。在弱冲刷区（零丰度）和中间区（主导丰度），热学情况的最终不对称性与真空情况以及彼此之间存在显著差异。在通常预期不受热修正影响的强冲刷区，对于强相互作用的轻子模式，通过将部分轻子不对称性隐藏在准惰性负模式中，最终轻子不对称性可以增强两倍。