Leptogenesis in minimal grand unified models

Abstract

We investigate whether successful leptogenesis driven by heavy right-handed neutrino decays can be compatible with flavour fits within the minimal and potentially realis- tic non-supersymmetric SO(10)-based model with Yukawa sector composed of 10H and 126H, and with additionally imposed Peccei-Quinn symmetry. To this end, we solve density matrix equations and renormalization group equations for effectively direct sym- metry breaking of SO(10) down to the Standard Model. We scan over the parameter space and generate a number of configurations compatible with flavour fits. One of the most striking results of this analysis is that we obtain configurations that give the value of the baryon asymmetry of the Universe within an order of magnitude of the measured value, despite the fitting procedure independent of the leptogenesis yield. Moreover, leptogenesis in this region of parameter space is predominantly driven by decays of the second lightest right-handed neutrino. Furthermore, the analysis shows that the fitted B − L breaking scale is consistent with previous studies, despite not explicitly incorpo- rating gauge coupling unification and full renormalization group equations with B − L breaking. We also provide the best flavour fit for the model without additionally imposed Peccei-Quinn symmetry that shows...

Zkoumáme, zda úspěšná leptogeneze poháněná rozpady těžkých pravotočivých neutrin může být kompatibilní s flavorovými fity v rámci minimálního a potenciálně realistického nesupersymetrického modelu založeného na grupě SO(10) s Yukawovským sektorem obsa- hujícím 10H a 126H a s dodatečnou Peccei-Quinnovou symetrií. Za tímto účelem řešíme rovnice matice hustoty a rovnice renormalizační grupy pro efektivně přímé narušení sy- metrie SO(10) na standardní model. Proskenujeme parametrický prostor a vygenerujeme množství konfigurací kompatibilních s flavorovými fity. Jedním z nejpozoruhodnějších vý- sledků této analýzy je, že získáme konfigurace, které dávají hodnotu baryonové asymetrie vesmíru s přesností jednoho řádu od naměřené hodnoty, i přes nezávislost zvoleného po- stupu fitování na výtěžku leptogeneze. Navíc je leptogeneze v této oblasti parametrického prostoru poháněna převážně rozpady druhého nejlehčího pravotočivého neutrina. Ana- lýza dále ukazuje, že fitovaná škála narušení B − L je v souladu s předchozími studiemi, přestože explicitně nepožadujeme sjednocení kalibračních vazeb a neřešíme plnohodnotné rovnice renormalizační grupy s narušením B − L. Uvádíme také nejlepší flavorový fit pro model bez dodatečné Peccei-Quinnovy symetrie, který vykazuje zachování charakteristik a některých předpovědí prvního...