大型强子对撞机中的非扰动重子数违反现象学研究

"这篇研究论文探讨了在大型强子对撞机（LHC）以及其他潜在的高能对撞机上，由瞬子/信息素诱导的非扰动重子和轻子数违反过程的现象学。这些过程被认为在早期宇宙中产生重子不对称性时起到关键作用。研究人员在Herwig Monte Carlo框架内开发了一个事件生成器，以模拟和分析这些过程，并在13 TeV LHC、27 TeV的潜在升级和100 TeV的Future Circular Collider (FCC-hh)条件下进行了详细的分析。" 在大型强子对撞机及以后的地方，物理学家们正探索超越标准模型的新现象。这篇论文的重点是瞬子/信息素诱导的过程，它们是非扰动的粒子反应，涉及到重子和轻子数守恒定律的违反。瞬子是电弱规范场的一种特殊配置，在高能碰撞中可能短暂出现，而在早期宇宙的高温环境中，它们被认为对于解释宇宙中为何存在重子不对称性至关重要。在标准模型中，重子数应是守恒的，但在大爆炸之后的宇宙初期，这种守恒可能被瞬子过程打破，导致了今天我们观察到的宇宙中物质远多于反物质的现象。 为了深入理解这些过程，研究团队构建了一个基于Herwig Monte Carlo程序的模型，这是一个广泛用于高能物理实验中的事件生成工具。通过这个模型，他们能够模拟在不同能量级别的对撞机环境下，瞬子/信息素诱导过程的特征和速率。在13 TeV的LHC运行，以及潜在的27 TeV和100 TeV的未来对撞机场景下，研究结果表明，所有这些设备都有潜力提供关于这些非标准过程的有价值信息。 具体来说，研究者们对模型的不同参数进行了敏感性分析，以确定在这些对撞机条件下，可以期望的观测效果。他们发现，尽管这些过程在对撞机条件下可能极其罕见，但通过对大量数据的分析，仍有可能探测到它们的存在，并从中获取关于电弱相变和早期宇宙条件的线索。此外，这些结果也对未来的对撞机设计和实验策略有指导意义，因为它们强调了在更高能量尺度上探索这些过程的重要性。 这篇论文不仅深化了我们对非扰动重子和轻子数违反过程的理解，还为未来高能物理实验提供了实际的分析工具和策略，以期在LHC及其后续设施中揭示宇宙的基本物理定律。通过对瞬子/信息素过程的深入研究，科学家们有望发现超出目前标准模型的新物理现象，这将对粒子物理学和宇宙学产生深远的影响。