源自可见扇区长寿命粒子的暗物质与重子生成

我们提出了标准模型的一个最小扩展，该模型包含一个具有弱尺度质量的长寿命费米子和一个 ${\cal O}({\rm GeV})$ 费米子暗物质候选者，两者均与夸克耦合。在辐射占优阶段，一个 TeV 尺度带色标量的衰变使前者达到热丰度，同时产生暗物质。随后，该长寿命费米子主导了宇宙的能量密度并驱动了一段早期物质占主时期。它通过破坏重子数的相互作用衰变以重新加热宇宙，这些相互作用同时也产生了重子不对称性，并有少量分支比衰变至暗物质。我们求出了该模型的允许参数空间，并表明它可以通过拟议的长寿命粒子搜寻以及下一代中子-反中子振荡实验进行探测。只要宇宙在 $T \gtrsim {\cal O}({\rm TeV})$ 时处于辐射占主阶段，该模型就能为暗物质与重子生成提供稳健的解释。