Υπολογιστική ανάλυση σύγχρονων προτύπων στοιχειωδών σωματιδίων και κοσμολογίας

Abstract

Two models of baryogenesis by primordial black holes (PBH) and also the reproduction of the neutrino mixing matrix by PSL(2, 7) elements are presented. First, it is assumed that our universe is a Randall-Sundrum II brane and PBH are created in the high-energy regime. The Hawking radiation reheats a spherical region around every black hole to a high temperature and the electroweak symmetry is restored there. Electroweak baryogenesis takes place in the domain wall that separates the symmetric from the asymmetric region. First order phase transition is not needed. The black holes' lifetime is prolonged due to accretion, resulting in strong efficiency of the baryon producing mechanism. The baryogenesis mechanism is also applied in the frame of Brans-Dicke modified gravity. Very small PBH are produced at the end of the Brans-Dicke field domination era. It is shown that the accretion by the black holes can be strong enough to lead to black holes' domination. Thus the observed baryon number is produced by the black holes for a CP-violation angle that is predicted by a 2-Higgs doublet model. Finally, it is assumed that the neutrino and the charged leptons mass matrices commute with elements of the PSL(2, 7) group. All the possible pairs of elements were examined to determine those that reproduce the neutrino mixing angles in accordance with the experimental data.

Παρουσιάζονται δυο μοντέλα βαρυογένεσης από πρωταρχικές μαύρες τρύπες και επίσης η αναπαραγωγή του πίνακα μίξης των νετρίνων από στοιχεία της ομάδας PSL(2, 7). Αρχικά γίνεται η υπόθεση ότι το σύμπαν μας είναι 5-διάστατο τύπου Randall-Sundrum II και δημιουργούνται πολύ μικρές πρωταρχικές μαύρες τρύπες στην εποχή υψηλής ενέργειας. Η ακτινοβολία Hawking θερμαίνει την περιοχή γύρω από τη μαύρη τρύπα, αποκαθιστώντας την ηλεκτρασθενή συμμετρία. Στο διαχωριστικό τείχος μεταξύ συμμετρικής και ασύμμετρης περιοχής λαμβάνει χώρα ηλεκτρασθενής βαρυογένεση. Η μεταβολή φάσης δεν χρειάζεται να είναι πρώτης τάξης. Η διάρκεια ζωής των μαύρων τρυπών επιμηκύνεται λόγω συσσώρευσης, οδηγώντας σε ενισχυμένη αποδοτικότητα του βαρυογενετικού μηχανισμού. Ο μηχανισμός αυτός εφαρμόστηκε επίσης στο πλαίσιο τροποποιημένης βαρύτητας Brans-Dicke. Πολύ μικρές πρωταρχικές μαύρες τρύπες παράγονται στο τέλος της εποχής κυριαρχίας του Brans-Dicke πεδίου. Δείχνεται ότι η συσσώρευση από τις μαύρες τρύπες μπορεί να είναι αρκετά ισχυρή, ώστε να οδηγήσει σε κυριαρχία των μαύρων τρυπών. Ο παρατηρούμενος βαρυονικός αριθμός παράγεται από τις μαύρες τρύπες για γωνίες CP-ασυμμετρίας που είναι εντός των ορίων που προβλέπουν μοντέλα 2-Higgs διπλέτας. Τέλος, ο παρατηρούμενος πίνακας μίξης των νετρίνων παράχθηκε θεωρώντας ότι οι πίνακες μάζας των νετρίνων και των φορτισμένων λεπτονίων μετατίθενται με στοιχεία της ομάδας PSL(2, 7). Ελέγχθηκαν όλα τα δυνατά ζεύγη, ώστε οι γωνίες μίξης να βρίσκονται εντός των πειραματικών και παρατηρησιακών ορίων.