스팔레론

스팔레론

구성	대략 3 렙톤 또는 3 바이런의 고에너지 복합체
상태	가상의
미사	~10 TeV

스팔레론(그리스어: σφαλρρς " ""lippery)은 입자물리학의 표준모형의 전기장 방정식에 대한 정적(시간 독립적)용액으로, 바론과 렙톤수를 위반하는 특정 가상적 과정에 관여한다. 그러한 과정은 파인만 도표와 같은 섭동적 방법으로 나타낼 수 없으며, 따라서 비숙동적이라 불린다. 기하학적으로 스팔레론은 전기약 전위(무한 차원 필드 공간에서)의 안장점이다.^[1][2][3][4]

이 안장 지점은 주어진 시스템의 서로 다른 두 개의 낮은 에너지 평형 사이의 장벽 상단에 위치한다. 두 평형에는 두 개의 다른 바이런 숫자가 표시되어 있다. 평형 중 하나는 세 개의 바이런으로 구성될 수 있고, 다른 하나는 같은 시스템에 대한 대체 평형일 수 있다. 주문과 중입자 수 이 장벽을 건너기 위에서는, 시스템 중 하나가 장벽을( 인 경우 전이는 instanton-like[노트 1]과정)또는 합당한 기간 동안 그것이 고전적으로에집 프로세스는 "sphalero은 장벽(위를 건널 수 있는 높은 충분한 에너지로 상정되어야 하굴야 한다.procn"ess는 eponymous sphaleron 입자로 모델링할 수 있다.)^[6][7]

인스턴트온과 스팔레론의 경우 모두, 이 과정은 3개의 바이런의 그룹을 3개의 안티렙톤(또는 3개의 항균을 3개의 렙톤으로)으로만 변환할 수 있으며, 그 반대의 경우도 가능하다. 이것은 바이런 번호와 렙톤 번호의 보존을 위반하지만, B - L의 차이는 보존된다. 스팔레론 공정을 촉발하는 데 필요한 최소 에너지는 약 10 TeV인 것으로 생각되지만, 기존 LHC 충돌에서는 스팔레론이 생성될 수 없다. 왜냐하면 LHC는 에너지 10 TeV 이상의 충돌을 일으킬 수 있지만 생성된 에너지는 스팔레론을 생성하는 방식으로 집중될 수 없기 때문이다.^[8]

스팔레론은 인스턴트온의 중간점(τ = 0 )과 비슷하므로^[how?] 비침습적이다. 이것은 정상적인 조건에서 스팔레온은 관측할 수 없을 정도로 희귀하다는 것을 의미한다. 하지만, 그것들은 초기 우주의 높은 온도에서 더 흔했을 것이다.

바리오게네이시스

스팔레론은 바리온을 해독제로, 항균수를 렙톤으로 변환하여 바리온수를 변화시킬 수 있기 때문에, 만약 스팔레론의 밀도가 어느 정도 높은 단계에 있다면, 그들은 바리온이나 반바리온의 순초과량을 없앨 수 있었다. 이것은 표준 모델 내의 모든 양생 이론에서 두 가지 중요한 의미를 가진다.^[9][10]

• 전기약 대칭이 깨지기 전에 발생하는 모든 바이론 그물 초과량은 초기 우주에 존재하는 높은 온도에 의해 야기된 풍부한 스팔레론 때문에 소멸될 것이다.
• 전기약 대칭이 깨지는 동안 바이론 순초과가 생성될 수 있지만, 이 위상 전환이 일차적이었어야만 보존할 수 있다. 왜냐하면 2차 위상 전환에서는 스팔레론이 생성되는 대로 어떤 바이런 비대칭도 소거하는 반면 1차 위상 전환에서는 스팔레론이 파손되지 않은 단계에서만 바이런 비대칭을 소거하기 때문이다.

B - L을 위반하는 공정이 없는 경우, B - L에 0이 아닌 돌출부가 있는 경우 초기 바이런 비대칭이 보호될 수 있다. 이 경우 스팔레론 공정은 B와 L 수치 사이에 초기 B 비대칭을 분배하는 평형을 부과할 것이다.^[11] 일부 바이로젠성 이론에서는 렙톤수 및 안티렙톤수 불균형이 먼저 렙톤수 및 스팔레론 전환에 의해 형성된 후 이를 바이론수 및 항균수수의 불균형으로 전환한다.

세부 사항

SU(2) 게이지 이론의 경우, ${\displaystyle {\theta }_{}}$ W ${\$를 무시한 채 게이지 $필드{\displaystyle {}_{}}$ 및 힉스 필드에 ${\displaystyle \mathrm{대해}}$ 다음과 같은 방정식을 게이지 A =${\displaystyle {}_{}{0\mathrm{}}_{}}$ = ${\displaystyle 0_{}}$ = 0$${\$displaystyle A_{0}=A_{r}=0}={$r}=0$}}}}}=0$}}}}}}}}}}}}}}}}}}}=0}=0}=0}}}}}}}}=0}}}}}}}}}}

${\displaystyle \mathbf {A} =\nu \,{\frac {\,f(\xi )\,}{\xi }}~{\hat {\mathbf {r} }}\times \mathbf {\sigma } \,,\qquad \phi ={\frac {\nu }{\,{\sqrt {2\,}}\,}}~h(\xi )~{\hat {\mathbf {r} }}\cdot \mathbf {\sigma } ~\phi _{0}}$

where ${\displaystyle ~\xi =r\,g\,\nu ~}$, ${\displaystyle ~\phi _{0}={\begin{bmatrix}1\\0\end{bmatrix}}~}$, the symbols ${\displaystyle ~\sigma }$ represent the generators of SU(2), ${\displaystyle ~g~}$ is the electroweak coupling constant, and ${\dis$$Playstyle ~\nu ~}$은(는) 힉스 VEV 절대값이다. 숫자적으로 결정되어야 하는 함수 ${\displaystyle h}$ (${\displaystyle \xi }$) ${\$$displaystyle ~h(\xi )~}$과 f ${\displaystyle (\xi )}$는$$0에서 1로, 그들의 인수인 ${\displaystyle \xi }$ ${\$이$($가) 0에서 $\infty {\displaystyle \mathrm{}}$ ${\displaysty \infty }$으로 변한다$.$

끊기지 않는 국면 배경에 있는 스팔레론의 경우, 힉스 필드는 infinity ${\$이(가) 무한대로 가므로$$ 결국 0으로 떨어져야 한다.

Note that in the limit ${\displaystyle \xi \rightarrow \infty }$, the gauge sector approaches one of the pure-gauge transformation ${\displaystyle {\frac {~\mathbf {r} \cdot \mathbf {\sigma } ~}{r}}}$, which is the same as the pure gauge transformation to which the BPST instanton approaches as ${\d$$isplaystyle r\rightarrow \infit$ at$$ $t{\displaystyle }$= ${\displaystyle 0}$ ${\displaystyle t=0$ 따라서 sphaleron과 인스턴트온의 연결이 설정된다.

바리온수 위반은 한 평형에서 다른 평형까지 필드의 "결합"에 의해 발생한다. 약한 게이지장이 바람이 불 때마다 쿼크 패밀리와 렙톤 패밀리의 카운트가 1개씩 상승(또는 구불구불한 방향에 따라 낮아짐)된다. 쿼크 패밀리가 3개 있기 때문에 바이런 수는 3개의 배수로만 변할 수 있다.^[13] 바이런 번호 위반은 Dirac 바다의 일종으로 시각화할 수 있다. 구불구불한 과정에서 원래 진공에 속하는 것으로 간주되는 바이런은 현재 실제 바이런으로 간주되거나, 반대로 바다 안에 쌓여 있는 다른 바이런은 모두 한 에너지 레벨로 이동된다.^[14]

에너지 방출

물리학자 맥스 테그마크에 따르면, 바이런을 항일립톤으로 전환하는 이론적 에너지 효율은 핵융합과 같은 기존 발전 기술의 에너지 효율보다 훨씬 높은 순서가 될 것이다. 테그마크는 극도로 발달한 문명이 보통의 바이오닉 물질에서 에너지를 생성하기 위해 "스팔라이저"를 사용할 수도 있다고 추측한다.^[15]

참고 항목

• 치랄 변칙
• 인스턴
• 세타 진공 청소기

참조 및 참고 사항

메모들

인용구