II型跷跷板模型中标量三重态衰变产生的暗物质与重子比例

我们针对宇宙巧合问题 $\Omega_{\rm DM}/\Omega_B \sim 5$ 和中微子质量，在 II 型跷跷板情景中提出了一个最小模型。我们在粒子物理标准模型基础上扩展了一个 $\rm SU(2)$ 单态轻子狄拉克费米子 $\chi$（作为暗物质（DM）候选者）以及两个具有等级质量的三重态标量 $\Delta_{1,2}$。在早期宇宙中，最轻的 $\Delta$ 的 CP 破坏非平衡衰变在可见 sector（由 SM 场组成）中产生净的 $B-L$ 不对称，其中 $B$ 和 $L$ 分别表示总重子数和轻子数。这部分不对称通过保持 $B-L$ 的八维算符转移到暗 sector（由 DM $\chi$ 组成）。在电弱相变之上，可见 sector 的 $B-L$ 不对称被 $B+L$ 破坏的 sphaleron 转换为净的 $B$ 不对称，而暗 sector 的 $B-L$ 不对称保持不变，我们在今天将其视为 DM 的遗迹。我们表明观测到的 DM 丰度可由约 8 GeV 的 DM 质量解释。然后我们引入一个额外的单态标量场 $\phi$，它与 SM-Higgs 混合以共振湮灭 DM 的对称分量，这要求单态标量质量约为 DM 质量的两倍，即约 16 GeV，这可在对撞机实验中被搜寻。在我们的模型中，活性中微子也通过三重态标量 $\Delta_{1,2}$ 的诱导真空期望值（vev）获得小质量。在论文后半部分，我们讨论了来自不可见希格斯衰变、希格斯信号强度、DM 直接探测和 DM 遗迹密度的所有模型参数约束。