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随宇宙学变化的动力学混合

高能物理 - 唯象学 2023-11-09 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

连接不可见与可见部门的入口是暗世界最自然的解释之一。然而,通过该入口的早期暗物质产生面临着极其严苛的晚期约束。为解决这一矛盾,我们构建了随超轻 CP 偶标量宇宙学演化而变化的标量控制动力学混合。为实现这一点并消除常数混合,我们将质量在 1033eVm0eV10^{-33}\text{eV} \lesssim m_0 \ll \text{eV} 范围内的超轻标量与重双荷电信使粒子耦合,并在暗电荷共轭下施加 Z2\mathbb{Z}_2 对称性。通过这种变化的混合,keVMeV\text{keV}-\text{MeV} 暗光子暗物质在标量偏离原点时通过早期冻结入机制产生,并在标量进行阻尼振荡并动力学设定动力学混合时免受晚期的排除限制。我们还发现,标量-光子耦合从基础物理中自然产生,这改变了宇宙学历史,并基于精细结构常数变化和等效原理破缺提供了实验目标。为确保标量的自然性,我们通过将最小模型嵌入 ZN\mathbb{Z}_N 保护模型,离散地重建了破缺的平移对称性。当 N10N \sim 10 时,标量的质量量子修正可被抑制至远低于 1033eV10^{-33}\text{eV}

关键词

引用

@article{arxiv.2302.03056,
  title  = {Cosmologically Varying Kinetic Mixing},
  author = {Xucheng Gan and Di Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.03056},
  year   = {2023}
}

备注

v2: 26 pages, 3 appendices, 10 figures, main text streamlined, references added, results and conclusions unchanged