Aspekty poruchového a neporuchového narušení baryonového a leptonového čísla v raném vesmíru

• Název práce v češtině: Aspekty poruchového a neporuchového narušení baryonového a leptonového čísla v raném vesmíru
• Název v anglickém jazyce: Aspects of perturbative and non-perturbative baryon and lepton number violation in the early Universe
• Klíčová slova: Nezachování baryonového čísla, nezachování leptonového čísla, kalibrační teorie pole, teorie velkého sjednocení interakcí, topologické defekty, magnetické monopóly, fázové přechody v raném vesmíru, sphalerony, baryogeneze.
• Klíčová slova anglicky: Baryon number non-conservation, lepton-number non-conservation, gauge field theories, grand unified theories, topological defects, magnetic monopoles, phase transitions in the early Universe, sphalerons, baryogenesis.
• Akademický rok vypsání: 2020/2021
• Typ práce: disertační práce
• Ústav: Ústav částicové a jaderné fyziky (32-UCJF)
• Vedoucí / školitel: doc. Ing. Michal Malinský, Ph.D.
• Řešitel: Mgr. Václav Miřátský - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 23.09.2020
• Datum zadání: 23.09.2020
• Datum potvrzení stud. oddělením: 30.09.2020

Zásady pro vypracování

V průběhu práce by se doktorand měl seznámit s problematikou poruchového a neporuchového narušení kvantově-polních symetrií odpovídajících baryonovému (B) a leptonovému (L) číslu v rámci jednoduchých rozšíření Standardního modelu částicových interakcí, zejména pak v teoriích velkého sjednocení (GUT) a jejich nízkoenergetických efektivních limit.

To zahrnuje především detailní studium implementace různých mechanismů narušení B a L ve specifických modelech kvantové teorie pole a jejich fenomenologie důsledků (např. poruchové generování Majoranovských hmot neutrin ve vyšších řádech poruchového rozvoje v modelech s rozšířenou kalibrační grupou a s tím související mechanismus tzv. leptogeneze v raném Vesmíru, studium efektivního potenciálu - včetně termálního - v jednoduchých rozšířeních Standardního modelu a podobně).

Vlastní práce doktoranda by měla spočívat zejména v zevrubné analýze relevantních efektů na klasické i kvantové úrovni v kontextu modelů kvantové teorie pole s rozšířenou kalibrační grupou (modely velkého sjednocení založené na prostých grupách symetrie, teorie typu Pati-Salam a podobně) zahrnující jak jejich teoretické, tak i fenomenologické aspekty.

Seznam odborné literatury

H. Georgi and S. L. Glashow, Phys. Rev. Lett. 32, 438 (1974)

P. Langacker, Phys. Rept. 72, 185 (1981)

G.G.Ross, Grand Unified Theories, 1984, ISBN 0805-369678

D.Bailin, A.Love, SUSY gauge field theories and string theory, ISBN 0750-302674

R.N.Mohapatra, Unification & Supersymmetry, 1986/92, ISBN 0378-955348

N. Craigie at al., Theory and Detection of magnetic monopoles in gauge theories, ISBN 9971-966-94-8

R.N.Mohapatra, P.B.Pal, Massive neutrinos in Physics and Astrophysics, ISBN 9812380701

M. E. Machacek and M. T. Vaughn, Nucl. Phys. B222, 83 (1983); Nucl.Phys. B236, 221 (1984); Nucl.Phys. B249, 70 (1985)

D. Ross, Nucl.Phys. B140, 1 (1978).

J. T. Goldman and D. Ross, Nucl.Phys. B171, 273 (1980)

S. Weinberg, Phys.Lett. B91, 51 (1980)

L. J. Hall, Nucl.Phys. B178, 75 (1981)

E. Witten, Phys. Lett. B91, 81 (1980)

C. Arbelaez Rodriguez, H. Kolesova, and M. Malinsky, Phys. Rev. D89, 055003 (2014), arXiv:1309.6743

S. R. Coleman and E. J. Weinberg, Phys. Rev. D7, 1888 (1973).

S. R. Coleman, Phys.Rev. D15, 2929 (1977).

J. Callan, Curtis G. and S. R. Coleman, Phys.Rev. D16, 1762 (1977).

S. Coleman, Aspects of Symmetry: Selected Erice Lectures (Cambridge University Press, 1988).