火球反核合成
高能物理 - 唯象学
2024-06-28 v2 宇宙学与河外天体物理
星系天体物理
高能天体物理现象
摘要
AMS-02 探测到的约十个相对论性反氦宇宙射线事件，如果得到确认，将挑战我们对重反核天体物理合成的理解。我们提出了一种新的场景，用于增强此类反核的产生，该场景由超出标准模型 (BSM) 的物理学在我们星系中孤立、灾难性地注入大量高能标准模型 (SM) 反夸克所触发。我们证明，在由此产生的快速膨胀、热化的 SM 等离子体火球中发生的 SM 反核合成过程，可以在合理的参数范围内，产生 AMS-02 报告的反氦-3 与反氦-4 事件约 2:1 的暂定比例，以及它们的相对论性提升。此外，我们表明，在适当的反氦通量下，这可以在不违反反氘或反质子通量约束的情况下实现。对于灾难性注入，一个合理的 BSM 范式是携带大量净反重子数的宏观复合暗物质物体的碰撞。这种场景要求这些物体在宇宙学上是稳定的，但在碰撞时失稳，迅速将其部分质量能量释放到微小体积内的 SM 反粒子中。我们表明，原则上，达到所需反氦通量所需的注入速率以及点燃火球所需的能量条件在这种范式中似乎是可能的。我们暂不构建实现这一点的 BSM 粒子物理模型，但提出了两个具体场景作为进一步研究的有前景的目标。
引用
@article{arxiv.2402.15581,
title = {Fireball anti-nucleosynthesis},
author = {Michael A. Fedderke and David E. Kaplan and Anubhav Mathur and Surjeet Rajendran and Erwin H. Tanin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.15581},
year = {2024}
}
备注
42 pages, 10 figures, journal version