Baron asymmetry at the weak phase transition in presence of arbitrary CP violation
Description
The interactions of fermions with the domain-wall bubbles produced during a first-order phase transition are considered. An exact solution of the Dirac equation's fermion propagation is obtained for a wall profile incorporating a position-dependent CP-violating phase. The reflection coefficients through the wall are computed for particles and antiparticles. The asymmetry in the reflection coefficients is specially high (a resonance effect) when the energy and mass of the ρincident particles are E/m = Δθ/2, where Δθ is the phase variation across the wall width. The chiral-charge flux through the wall surface and the corresponding baryon asymmetry of the Universe is computed. It agrees in sign and magnitude with the observed baryonic excess ρB/s≅10-10 for a large range of parameters and CP violation. As a function of Δθ, the ratio ρb/s reaches a maximum for large values of Δθ (m≅mtop)
Abstract (Russian)
Рассматривается взаимодействие фермионов с доменными стенками пузырьков, образующихся при фазовом переходе первого рода. Получено новое точное решение уравнения Дирака для профиля стенки, учитывающее зависящую от точки фазу с нарушением CP-четности. Рассчитаны коэффициенты отражения, и обнаружен резонансный эффект в случае быстро меняющихся фаз. Резонансный эффект возникает, когда масса и энергия налетающих частиц удовлетворяют соотношению E/m = Δθ/2, где Δθ - изменение фазы на толщине стенки. Рассчитаны поток кирального заряда через поверхность стенки и соответствующая барионная асимметрия Вселенной. Последняя согласуется по знаку и величине с наблюдаемым значением ρB/s ∼ 10-10 для широкого интервала параметров, определяющих CP-нарушение. Отношение ρB/s, как функция Δθ, достигает максимума при Δθ ≅ (2-4)π и m≅mtopAdditional details
Publishing Information
- Journal Title
- Yadernaya Fizika
- Journal Volume
- 69
- Journal Issue
- 1
- Journal Page Range
- p. 152-163
- ISSN
- 0044-0027
- CODEN
- IDFZA7
INIS
- Country of Publication
- Russian Federation
- Country of Input or Organization
- Russian Federation
- INIS RN
- 38029772
- Subject category
- S72: PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS;
- Descriptors DEI
- ASYMMETRY; BARYONS; CHIRAL SYMMETRY; CP INVARIANCE; PHASE TRANSFORMATIONS
- Descriptors DEC
- ELEMENTARY PARTICLES; FERMIONS; HADRONS; INVARIANCE PRINCIPLES; SYMMETRY
Optional Information
- Notes
- 18 refs., 7 figs.