由希格斯场与标量场联合暴胀产生的重子生成

我们研究希格斯暴胀情景的一种修正，其中引入一个额外标量 $\phi$（质量为 $m$），以 $g\phi^2 R$ 耦合于 Ricci 标量，并通过拉氏量项 $\mu \phi h^2$ 与希格斯场 $h$ 混合。两个场在一个幺正理论中参与暴胀过程，该理论预言的宇宙学可观测量值与 Planck/BICEP/Keck 合作组的结果一致。此外，借助将 $\phi$ 耦合于超电荷规范群 Chern-Simons 项的 $\mathcal{CP}$ 奇有效算符 $f_\phi^{-1}\phi \,Y_{\mu\nu}\tilde Y^{\mu\nu}$，在暴胀最后 $e$ 次折叠期间产生了最大螺旋磁场。我们找到了耦合 $f_\phi$ 的一个窗口，使这些场在满足所有约束下存活至电弱相变，并通过标准模型手性反常引发宇宙重子不对称性。从现象学角度看，该模型可解决标准模型在尺度 $\mathcal Q_I\simeq 10^{11}$ GeV 处的不稳定性问题，前提是 $\mu\lesssim m \lesssim \mathcal Q_I$，且当 $m\lesssim \mathcal{O}$(few)~TeV 时，$\phi$-$h$ 混合变得显著而理论趋于自然。后者因此预言了对三重和四重耦合的修正，可在 HE-LHC 及未来对撞机上探测，并允许在 LHC 上直接产生 $\phi$ 并衰变为 $hh$。ATLAS 和 CMS 的现有结果已在 95% 置信水平下对重标量质量给出（温和的）限制 $m\gtrsim 0.55$~TeV。