SU(4)模型中的暗物质
高能物理 - 唯象学
2009-11-10 v4 凝聚态物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
将夸克和轻子统一起来的左右对称Pati-Salam模型基于SU(4)和SU(2)xSU(2)群。这些群自然扩展以包含夸克和轻子家族的分类。我们假设家族群（连接家族的群）也是SU(4)群。费米子第四代与前三代普通物质费米子的性质相同，除了SU(4)_F群的家族电荷：F=(1/3,1/3,1/3,-1)，其中F=1/3对应普通物质费米子，F=-1对应第四代。由于F电荷的守恒，电弱重子化过程中重子和轻子的产生必须伴随第四代费米子的产生。因此，重子过剩n_B超过反重子会导致第四代中中微子过剩n_{\nu 4}=N-\bar N=n_B。质量巨大的第四代中微子可能形成非重子暗物质。在原则上，它们在宇宙中的质量密度n_{\nu 4}m_N可能对暗物质起主要贡献，因为来自Z玻色子衰变数据的中微子质量下限m_N > m_Z/2。该模型的直接预测导致冷暗物质相对于重子的数量比观测允许的量多一个数量级。这种不一致可能通过F电荷的非守恒来避免。
引用
@article{arxiv.hep-ph/0310006,
title = {Dark matter from SU(4) model},
author = {G. E. Volovik},
journal= {arXiv preprint arXiv:hep-ph/0310006},
year = {2009}
}
备注
9 pages, 2 figures, version accepted in JETP Letters, corrected after referee reports, references are added