undefined

Baryogenesis and gravity waves from a UV-completed electroweak phase transition

Julkaisuvuosi

2021

Tekijät

Laurent, Benoit; Cline, James M.; Friedlander, Avi; He, Dong-Ming; Kainulainen, Kimmo; Tucker-Smith, David

Tiivistelmä

We study gravity wave production and baryogenesis at the electroweak phase transition in a real singlet scalar extension of the Standard Model, including vectorlike top partners, to generate the CP violation needed for electroweak baryogenesis (EWBG). The singlet makes the phase transition strongly first order through its coupling to the Higgs boson, and it spontaneously breaks CP invariance through a dimension-five contribution to the top quark mass term, generated by integrating out the heavy top quark partners. We improve on previous studies by incorporating updated transport equations, compatible with large bubble wall velocities. The wall speed and thickness are computed directly from the microphysical parameters rather than treating them as free parameters, allowing for a first-principles computation of the baryon asymmetry. The size of the CP-violating dimension-five operator needed for EWBG is constrained by collider, electroweak precision, and renormalization group running constraints. We identify regions of parameter space that can produce the observed baryon asymmetry or observable gravitational wave (GW) signals. Contrary to standard lore, we find that for strong deflagrations, the efficiencies of large baryon asymmetry production and strong GW signals can be positively correlated. However, we find the overall likelihood of observably large GW signals to be smaller than estimated in previous studies. In particular, only detonation-type transitions are predicted to produce observably large gravitational waves.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän yliopisto

Kainulainen Kimmo

Helsingin yliopisto

Kainulainen Kimmo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Emojulkaisun nimi

Physical Review D

Volyymi

103

Numero

12

Artikkelinumero

123529

Julkaisu­foorumi

84526

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Fysiikka; Avaruustieteet ja tähtitiede

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdysvallat (USA)

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1103/PhysRevD.103.123529

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä