非对称自互作暗物质与 Dirac 夸克生成的共同起源

假设暗物质具有非对称性和自互作性，同时神经元为 Dirac 费米子，我们提出了一个框架来解决宇宙观中观察到的质量不平衡。我们向标准模型添加了三个右侧神经元 $\nu_{R_i}\,,{i=1,2,3}$，一个中性子 $\chi$，一个双重费米子 $\psi$，以及重型标量双重 $\eta_i\,,{i=1,2}$。施加一个全局 $B-L$ 约束以保护神经元的 Dirac 性质。$\chi$ 和 $\psi$ 都是在扩展的 $U(1)_{B-L} \times U(1)_D$ 镜像下具有非零电荷的费米子。此外，施加了一个 $\mathcal{Z}_2$ 镜像，其中单质子 $\chi$、$\nu_R$ 和 $\eta$ 为负，双重 $\psi$ 为正。重型标量 $\eta$ 的 CP 违背的非平衡衰变会在左手 ($\nu_L$) 和右手 ($\nu_R$) 神经元之间产生相等且相反的 $B-L$ 不平衡。由于 Yukawa 耦合极小，$\nu_L-\nu_R$ 的均衡过程直到低于 Electroweak 相变尺度才会发生。在此期间，活跃于 100 GeV 以上温度的 Sphaleron 过程会将部分存储在左手神经元中的 $B-L$ 不平衡转化为质量不平衡。$U(1)_D$ 部门的 MeV 级规范玻色子 $Z'$ 通过介导对称暗物质分子和暗物质粒子之间的自互作用来实现这一点。此外，$Z'$ 与标准模型 Z 玻色子混合，为暗物质直接探测提供了一个门户。