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由与夸克耦合的Majorana费子产生包产生

高能物理 - 唯象学 2025-04-15 v2

摘要

在包含与夸克类费子(Q)通过六维四费子向量-向量相互作用耦合的Majorana费子(X)的理论中,我们在先前工作中计算了X与Q的衰变和散射过程中产生的包生成不对称。在本工作中,我们考虑这些过程在扩张的早期宇宙中的演化,建立控制X和净包数密度的玻尔兹曼方程,并在若干示例基准点上进行数值求解,采用先前研究中计算得到的热平均衰变和散射速率及其温度依赖性。我们发现,从早期对称的宇宙开始,在适当选取耦合参数后,可在广泛的质量尺度范围内解释当前观察到的宇宙包不对称(BAU),即Mχ(104,1016)M_\chi\in (10^4,10^{16}) GeV。我们发现散射过程在本理论中生成包不对称发挥关键作用。我们以通用方式呈现结果,这不仅适用于本理论,也适用于其他共享基本要素的相关理论。我们的结果有助于指导探索此类新物理在地面实验中的可行方法。例如,在产生观察BAU的参数空间区域,我们给出中子-反中子振荡的速率并讨论在即将到来的实验中观察其前景。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.13231,
  title  = {Baryogenesis from a Majorana Fermion Coupled to Quarks},
  author = {Shrihari Gopalakrishna and Rakesh Tibrewala},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.13231},
  year   = {2025}
}

备注

v2: Journal version; added theoretical framework in Sec.2; added neutron-antineutron oscillation rate in Sec.4.3 and Fig.5. 26 pages, 6 figures