双重 Higgs 机制、超大质量稳定粒子与真空能

本文表明，某些特定的类双重 Higgs 机制可能具有有趣的宇宙学应用。我们提出了一个隐藏情景，该情景将长寿命的超重粒子与一个极轻的粒子 $a$（质量 $m_a\sim 10^{-32}-10^{-33}$eV）结合在一起。该粒子的势能模拟了宇宙的真空能量密度 $\rho_c\simeq 10^{-47}\;\hbox{GeV}^4$。构建此类情景并非易事，因为轻粒子的存在可能会破坏重粒子的稳定性。然而，双重 Higgs 机制可能有助于克服这一问题。我们提出的隐藏部分包括质量接近中微子质量 $m_\nu\sim 10^{-2}$eV 的费米子，它们通过 seesaw 机制产生。此外，超大质量粒子通过量级为大统一理论（GUT）标度的类双重 Higgs 机制获得质量。该模型的规范群为 $\hbox{SU(2)}_L$，且双重 Higgs 机制中的标量粒子在这些相互作用下不带电荷。轻粒子 $a$ 是双重 Higgs 模型中与类 Peccei-Quinn 对称性相关的 Goldstone 玻色子。此外，双重 Higgs 机制还拥有另一个 CP 奇标量 $A^0$，其获得量级为 GUT 标度的质量。我们表明，如果 $A^0$ 与 $a$ 之间没有直接耦合，即使存在间接耦合，$A^0$ 粒子也是长寿命的，并可能在当今时代出现在高于 GKZ 界限的事件中。