大体积弦紧致化的天体物理与宇宙学含义

我们研究了一类 Calabi-Yau IIB 弦紧致化中模场的谱、耦合及其宇宙学和天体物理含义，这类紧致化的模稳定化导致指数级大体积 V ~ 10^{15} l_s^6 和中间弦能标 m_s ~ 10^{11}GeV，并具有 TeV 能标的可观测超对称破缺。除总体积外，所有 Kähler 模均重于超对称破缺能标，其质量 m ~ ln(M_P/m_{3/2}) m_{3/2} ~ (\ln(M_P/m_{3/2}))^2 m_{susy} ~ 500 TeV，且与标准预期相反，其物质耦合仅受弦能标而非普朗克能标抑制。这些模在宇宙早期衰变为物质，再加热温度 T ~ 10^7 GeV，且不受宇宙学模问题 (CMP) 困扰。重模衰变为引力子对的分支比为 10^{-30}，因此不会遭受引力子过量产生问题。总体积模是这些模型的一个显著特征，它是一个质量为 m ~ 1 MeV 且与 M_{planck} 耦合的标量场，受 CMP 影响。一段热暴胀时期有助于缓解此问题。该场的寿命约为 10^{24}s，可能贡献于暗物质。它可能通过衰变为 2\gamma 或 e^+e^- 被探测到。若可访问，e^+e^- 衰变模式占主导，而 Br(\chi \to 2 \gamma) 被因子 (\ln(M_P/m_{3/2}))^2 抑制。我们考虑了通过不同天体物理源探测该场的潜力，发现观测到的伽马射线背景限制了 \Omega_{\chi} <~ 10^{-4}。该场的衰变可能产生了 INTEGRAL/SPI 观测到的来自银河系中心的 511 keV 发射线。