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弧形气泡碰撞中不对称生成的实时模拟

高能物理 - 唯象学 2025-08-26 v2 高能物理 - 格点

摘要

受早期宇宙第一级相变中非平衡动力学的启发,我们对弧形气泡碰撞中的费米子进行实时模拟。这种非平衡过程可以在气泡壁之外产生电荷共轭 C\mathsf{C} 不对称,这由复杂的费米子质量轮廓引起。所得 C\mathsf{C} 不对称是 1+1 维中 CP\mathsf{CP} 不对称的类比,在 3+1 维中是 electroweak 尺度下产生 baryon 不对称的关键要素。我们采用张量网络方法,跟踪 C\mathsf{C} 不对称在电荷密度中的实时演化,作为费米子与气泡壁相互作用的过程,这一程序在解析计算方法难以到达的 regimes 中。我们进一步引入两种可观测量来定量测量在反射粒子与反物质波包在空间上良好分离于散射点之外的渐近区域中的不对称:一种基于气泡壁之外净电荷,另一种基于反射粒子与反物质波包之间的空间位移。我们的研究代表了对 electroweak baryogenesis 中 3+1 维 CP\mathsf{CP} 不对称进行非扰动、实时计算的第一步。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.10365,
  title  = {Real-Time Simulation of Asymmetry Generation in Fermion-Bubble Collisions},
  author = {Marcela Carena and Ying-Ying Li and Tong Ou and Hersh Singh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.10365},
  year   = {2025}
}

备注

Major revision: Analysis updated with a new observable. 18 pages, 8 figures