重子不对称性、暗物质与量子色动力学

我们提出一种基于非微扰 QCD 物理的全新场景来解释观测到的宇宙物质与反物质不对称性。该场景依赖于在宇宙 QCD 相变末端两个共存相中夸克与反夸克分离的机制：普通强子（及反强子），以及新型色超导相中的致密团块（及反团块）。后者将作为宇宙冷暗物质。在某些条件下，电荷分离导致 C 和 CP 不对称性，使得在常规相中产生强子净过量，即使可见宇宙全局重子对称 $B = 0$。在这种情况下，新型相团块中必须隐藏相等但为负的总体重子电荷。由于致密团块/反团块占据的体积极小以及它们与正常强子相中物质的特定相互作用方式，该场景不与可见宇宙中反物质存在的当前唯象约束相矛盾。此外，在该场景中观测到的宇宙学比值 $\Omega_{DM}\sim\Omega_{B}$ 在数量级上找到了自然的解释，因为 $\Omega$ 的两个贡献均来源于 QCD 相变期间相同的物理过程。重子到熵比 $n_{B}/n_{\gamma}\sim 10^{-10}$ 也将是自然的产物，由完成相分离的温度 $T_f \simlt T_{QCD}$ 固定。