一个包含重中性轻子的万物简论

近来提出了一种“Affleck-Dine 暴胀”新模型，它由一个携带重子数的复暴胀子产生重子不对称性，同时与宇宙微波背景的约束一致。我们改造该模型，使暴胀子携带轻子数，并通过准狄拉克重中性轻子（HNLs）与 sphalerons 将轻子不对称性传递给标准模型重子。这些 HNLs 之一，质量 $\lesssim 4.5\,$GeV，可以是（部分）不对称暗物质（DM），其不对称性由重子的不对称性决定。其稳定性直接与最轻中微子质量的消失相关。中微子质量由积分掉质量高于暴胀尺度的重 sterile 中微子产生。该模型为缺失于标准模型的所有主要成分——暴胀、重子生成、中微子质量与暗物质——提供了经济的起源。HNLs 可在 SHiP 等固定靶实验中探测，可能展现 $N$-$\bar N$ 振荡。为耗尽 DM 对称分量所需的一个轻单态标量，可在束流 dump 实验与稀有衰变搜寻中发现，并可能解释 KOTO 合作组近期观测到的反常事件。该 DM HNL 受到直接搜寻的强约束，并可能具有宇宙学上有趣的自相互作用截面。