暗冻结脱耦共生成
高能物理 - 唯象学
2022-03-08 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们提出一种新机制，其中多组分暗 sector 产生观测到的暗物质丰度和重子不对称性，从而解决二者之间的巧合问题。暗物质湮灭为亚稳态暗伴流并热冻结，设定了暗物质遗迹丰度，同时为重子生成提供了非平衡条件。亚稳态在冻结后很久通过其衰变触发重子不对称性产生，并可能在其衰变前诱导一段早期物质主导时期。暗物质和重子丰度通过暗 sector 内的数守恒相关联（共生成）。该“巧合”是 GeV 至 TeV 尺度的对称暗物质以及暗 sector 与标准模型夸克相互作用的自然结果。我们给出一个 UV 完备模型并探讨其唯象预言，包括暗物质直接探测信号、具有色荷的新质量粒子和具有位移顶点的长寿命粒子的 LHC 特征、暗物质诱导的核子转换、（奇异）暗物质间接探测信号，以及对宇宙学物质功率谱的影响。作为一个附带结果，我们提供了暗 sector 冻结的一种新颖解析处理，这可能在相关研究场景中证明有用。
引用
@article{arxiv.2112.10784,
title = {Dark Freeze-out Cogenesis},
author = {Xiaoyong Chu and Yanou Cui and Josef Pradler and Michael Shamma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.10784},
year = {2022}
}
备注
31 pages, 13 figures, 1 appendix. References and minor comments added, conclusions unchanged, matches published version