Periodo en la evolución del universo primitivo
En cosmología física , la época electrodébil fue el período en la evolución del universo primitivo cuando la temperatura del universo había caído lo suficiente como para que la fuerza fuerte se separara de la interacción electronuclear , pero todavía era lo suficientemente alta para que el electromagnetismo y la interacción débil permanecieran fusionados en 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 ubican la época electrodébil al comienzo de la época inflacionaria , aproximadamente 10 −36 segundos después del Big Bang . [2] [3] [4] Otros la ubican aproximadamente 10 −32 segundos después del Big Bang, cuando se liberó la energía potencial del campo inflatón que había impulsado la inflación del universo durante la época inflacionaria, llenando el universo con un plasma de quarks y gluones denso y caliente . [5] Las interacciones de partículas en esta fase fueron lo suficientemente energéticas como para crear grandes cantidades de partículas exóticas , incluidos los bosones W y Z y los bosones de Higgs . A medida que el universo se expandió y se enfrió, las interacciones se volvieron menos energéticas, y cuando el universo tenía unos 10 −12 segundos de antigüedad, los bosones W y Z dejaron de crearse a tasas observables. [ cita requerida ] 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 Sakharov . [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, impidiendo cualquier bariogénesis , [11] [12]
o la producción de un fondo de ondas gravitacionales observable . [6] [7]
Sin embargo, muchas extensiones del Modelo Estándar, incluyendo 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 requerida ]
Véase también
Referencias
- ^ D'Onofrio, Michela; Rummukainen, Kari (2016). "Cruce de modelos estándar en la red". Phys. Rev. D . 93 (2): 025003. arXiv : 1508.07161 . Bibcode :2016PhRvD..93b5003D. doi :10.1103/PhysRevD.93.025003. hdl : 10138/159845 . S2CID 119261776.
- ^ Ryden, B. (2003). Introducción a la cosmología . Addison-Wesley. pág. 196. ISBN. 0-8053-8912-1.
- ^ Allday, Jonathan (2002). Quarks, leptones y el Big Bang . Taylor & Francis . Pág. 334. ISBN. 978-0-7503-0806-9.
- ^ Nuestro Universo Parte 6: Época Electrodébil, Scientific Explorer
- ^ Conferencia 13: Historia del universo muy temprano Archivado el 27 de marzo de 2012 en Wayback Machine , Dr. Balša Terzić, Centro para el Desarrollo de Aceleradores y Detectores del Norte de Illinois
- ^ ab Caprini, Chiara; et al. (2020). "Detección de ondas gravitacionales a partir de transiciones de fase cosmológicas con LISA: una actualización". Revista de Cosmología y Física de Astropartículas . 2020 (3): 024. arXiv : 1910.13125 . Código Bibliográfico :2020JCAP...03..024C. doi :10.1088/1475-7516/2020/03/024. S2CID 204950387.
- ^ ab Ghiglieri, J.; Jackson, G.; Laine, M.; Zhu, Y. (2020). "Fondo de ondas gravitacionales de la física del Modelo Estándar: orden principal completo". Journal of High Energy Physics . 2020 (7): 092. arXiv : 2004.11392 . Código Bibliográfico :2020JHEP...07..092G. doi :10.1007/JHEP07(2020)092. S2CID 216144470.
- ^ LD McLerran; ME Shaposhnikov; N. Turok; MB Voloshin (1991). "Por qué la asimetría bariónica del universo es aproximadamente 10**-10". Phys. Lett. B . 256 : 451–456. doi :10.1016/0370-2693(91)91794-V.
- ^ Morrissey, David E.; Ramsey-Musolf, Michael J. (2012). "Bariogénesis electrodébil". New J. Phys . 14 (12): 12500. arXiv : 1206.2942 . Código Bibliográfico :2012NJPh...14l5003M. doi :10.1088/1367-2630/14/12/125003. S2CID 119230032.
- ↑ AD Sakharov (1967). «Violación de la invariancia CP, asimetría C y asimetría bariónica del universo». Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters . 5 : 24–27. Archivado desde el original el 2019-05-16 . Consultado el 2020-07-14 .y en ruso, AD Sakharov (1967). "Violación de la invariancia CP, asimetría C y asimetría bariónica del universo". ZhETF Pis'ma . 5 : 32–35. Archivado desde el original el 2019-06-06 . Consultado el 2020-07-14 .republicado como AD Sakharov (1991). "Violación de la invariancia CP, asimetría C y asimetría bariónica del universo". Soviet Physics Uspekhi (en ruso e inglés). 34 (5): 392–393. Bibcode :1991SvPhU..34..392S. doi :10.1070/PU1991v034n05ABEH002497.
- ^ Bergerhoff, Bastian; Wetterich, Christof (1998). "¿Transición de fase electrodébil en el universo temprano?". Temas actuales en física astrofundamental: cosmología primordial . Springer Netherlands. págs. 211–240. arXiv : hep-ph/9611462 . doi :10.1007/978-94-011-5046-0_6. ISBN . 978-94-010-6119-3.S2CID13949582 .
- ^ Kajantie, Keijo; et al. (1996). "La transición de fase electrodébil: un análisis no perturbativo". Nucl. Phys. 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.
