$SO(10)\times U(1)_A$ 超对称 GUT 中的热力学 Leptogenesis

我们在基于 $SO(10) \times U(1)_A$ 镜像对称的超对称大统一理论 (SUSY GUT) 框架中研究热力学 Leptogenesis。在自然假设即所有对称性允许的相互作用都以 $\mathcal{O}(1)$ 系数出现的情况下，该框架自然解决了双重-三重分离问题和不切实际的 Yukawa 关系问题。在此框架中，Dirac 中微子 Yukawa 耦合和右手中微子质量的结构完全由对称性决定。我们在考虑味效应、希格斯不对称贡献以及次轻右手中微子影响的前提下计算了宇宙的 baryon 偏斜。虽然当所有 Dirac 中微子 Yukawa 耦合的 $\mathcal{O}(1)$ 系数均设为1时，预测的偏斜过小，但通过对最轻右手中微子质量施加适度的增强因子 $r_1 \sim 5.4$ 即可在不破坏低能中微子数据的情况下得到观察到的 baryon 偏斜。这对应于被抑制的最轻中微子质量，$m_{\nu_1} \sim (1/r_1) \times (\text{对称性决定的值})$，通常为 $m_{\nu_1} \sim 4.5 \times 10^{-4}\,\text{eV}$。我们进一步探讨了 Dirac 中微子 Yukawa 耦合系数为 $\pm 1$ 的情况，发现约有一半的情况在 $r_1 \leq 11$ 时成功生成观察到的 baryon 偏斜。另一些情况虽然产生正确数量级的结果，但未能生成观察到的 baryon 偏斜。这些发现表明，在此 $SO(10)\times U(1)_A$ 超对称 GUT 中实现了热力学 Leptogenesis，建立了观察到的 baryon 偏斜与最轻中微子质量预测之间的联系。