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Época electrodébil

En cosmología física , la época electrodébil fue el período en la evolución del universo temprano cuando la temperatura del universo había caído lo suficiente como para que la fuerza fuerte se separara de la interacción electronuclear , pero era lo suficientemente alta como para que el electromagnetismo y la interacción débil permanecieran fusionados. una única interacción electrodébil por encima de la temperatura crítica para la ruptura de la simetría electrodébil (159,5 ± 1,5  GeV [1] en el modelo estándar de física de partículas). Algunos cosmólogos sitúan la época electrodébil al inicio de la época inflacionaria , aproximadamente 10-36 segundos  después del Big Bang . [2] [3] [4] Otros lo sitúan aproximadamente 10 −32  segundos después del Big Bang, cuando se liberó la energía potencial del campo de inflación que había impulsado la inflación del universo durante la época inflacionaria, llenando el universo con una Plasma denso y caliente de quarks y gluones . [5] Las interacciones de partículas en esta fase fueron lo suficientemente energéticas como para crear una gran cantidad de partículas exóticas , incluidos los bosones W y Z y los bosones de Higgs . A medida que el universo se expandió y enfrió, las interacciones se volvieron menos energéticas y cuando el universo tenía entre 10 y 12  segundos, los bosones W y Z dejaron de crearse a velocidades observables. [ cita necesaria ] Los bosones W y Z restantes se desintegraron rápidamente y la interacción débil se convirtió en una fuerza de corto alcance en la siguiente época de quarks .

La época electrodébil terminó con una transición de fase electrodébil , cuya naturaleza se desconoce. Si es de primer orden, esto podría generar un fondo de ondas gravitacionales. [6] [7] La ​​transición de fase electrodébil también es una fuente potencial de bariogénesis , [8] [9] siempre que se cumplan las condiciones de Sajarov . [10]

En el modelo estándar mínimo, la transición durante la época electrodébil no fue una transición de fase de primer o segundo orden, sino un cruce continuo, que impedía cualquier bariogénesis , [11] [12] o la producción de un fondo de onda gravitacional observable . [6] [7] Sin embargo, muchas extensiones del modelo estándar, incluida la supersimetría y el modelo de dos dobletes de Higgs, tienen una transición de fase electrodébil de primer orden (pero requieren una violación CP adicional ). [ cita necesaria ]

Ver también

Referencias

  1. ^ D'Onofrio, Michela; Rummukainen, Kari (2016). "Modelo estándar cruzado en celosía". Física. Rev. D. 93 (2): 025003. arXiv : 1508.07161 . Código Bib : 2016PhRvD..93b5003D. doi : 10.1103/PhysRevD.93.025003. hdl : 10138/159845 . S2CID  119261776.
  2. ^ Ryden, B. (2003). Introducción a la cosmología . Addison-Wesley. pag. 196.ISBN 0-8053-8912-1.
  3. ^ Todo el día, Jonathan (2002). Quarks, Leptones y el Big Bang . Taylor y Francisco . pag. 334.ISBN 978-0-7503-0806-9.
  4. ^ Nuestro universo, parte 6: época electrodébil, explorador científico
  5. ^ Conferencia 13: Historia del universo primitivo Archivado el 27 de marzo de 2012 en Wayback Machine , Dr. Balša Terzić, Centro para el desarrollo de detectores y aceleradores del norte de Illinois
  6. ^ ab Caprini, Chiara; et al. (2020). "Detección de ondas gravitacionales a partir de transiciones de fase cosmológica con LISA: una actualización". Revista de Cosmología y Física de Astropartículas . 2020 (3): 024. arXiv : 1910.13125 . Código Bib : 2020JCAP...03..024C. doi :10.1088/1475-7516/2020/03/024. S2CID  204950387.
  7. ^ ab Ghiglieri, J.; Jackson, G.; Laine, M.; Zhu, Y. (2020). "Antecedentes de ondas gravitacionales de la física del modelo estándar: orden principal completo". Revista de Física de Altas Energías . 2020 (7): 092. arXiv : 2004.11392 . Código Bib : 2020JHEP...07..092G. doi :10.1007/JHEP07(2020)092. S2CID  216144470.
  8. ^ LD McLerran; ME Shaposhnikov; N. Turok; MB Voloshin (1991). "Por qué la asimetría bariónica del universo es aproximadamente 10 ** -10". Física. Letón. B . 256 : 451–456. doi :10.1016/0370-2693(91)91794-V.
  9. ^ Morrissey, David E.; Ramsey-Musolf, Michael J. (2012). "Bariogénesis electrodébil". Nuevo J. Phys . 14 (12): 12500. arXiv : 1206.2942 . Código Bib : 2012NJPh...14l5003M. doi :10.1088/1367-2630/14/12/125003. S2CID  119230032.
  10. ^ AD Sajarov (1967). "Violación de la invariancia CP, asimetría C y asimetría bariónica del universo". Revista de Letras de Física Experimental y Teórica . 5 : 24–27. Archivado desde el original el 16 de mayo de 2019 . Consultado el 14 de julio de 2020 .y en ruso, AD Sajarov (1967). "Violación de la invariancia CP, asimetría C y asimetría bariónica del universo". ZhETF Pis'ma . 5 : 32–35. Archivado desde el original el 6 de junio de 2019 . Consultado el 14 de julio de 2020 .republicado como AD Sajarov (1991). "Violación de la invariancia CP, asimetría C y asimetría bariónica del universo". Física soviética Uspekhi (en ruso e inglés). 34 (5): 392–393. Código bibliográfico : 1991SvPhU..34..392S. doi :10.1070/PU1991v034n05ABEH002497.
  11. ^ Bergerhoff, Bastián; Wetterich, Christof (1998). "¿Transición de fase electrodébil en el universo temprano?". Temas actuales de física astrofundamental: cosmología primordial . Springer Países Bajos. págs. 211–240. arXiv : hep-ph/9611462 . doi :10.1007/978-94-011-5046-0_6. ISBN 978-94-010-6119-3. S2CID  13949582.
  12. ^ Kajantie, Keijo; et al. (1996). "La transición de fase electrodébil: un análisis no perturbativo". Núcleo. Física. B . 466 (1–2): 189–258. arXiv : hep-lat/9510020 . Código bibliográfico : 1996NuPhB.466..189K. doi :10.1016/0550-3213(96)00052-1. S2CID  119416033.