宇宙学暗物质中的基本粒子结构
宇宙学与河外天体物理
2013-11-12 v1 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
摘要
宇宙的非重子暗物质被假定由新的稳定物质形式组成。其稳定性反映了微观世界的对称性及其对称性破缺机制。宇宙学暗物质的粒子候选者是携带新守恒量子数的最轻粒子。暗物质粒子可能代表非相互作用粒子的理想气体。与普通物质弱耦合或超弱耦合的自相互作用暗物质也是可能的，这反映了粒子理论隐藏扇区中粒子对称性的非平凡模式。在早期宇宙中，粒子对称性破缺的结构导致了宇宙学相变，由此可以产生宏观宇宙学缺陷或原初非线性结构。原初黑洞 (PBHs) 不仅可以作为暗物质的候选者，还可以作为早期宇宙超高能物理的通用探针。蒸发的 PBHs 成为甚至超弱相互作用粒子的来源，而大质量 PBHs 云可以作为星系形成的非线性种子。观测到的三个已知族的破缺对称性可能在水平统一模型的独特框架下，同时提供中微子质量和强 CP 破坏问题的解决方案。新的稳定带电轻子和夸克的存在是可能的，它们隐藏在难以捉摸的“暗原子”中。这种可能性受到轻元素异常同位素约束的严格限制，但在预测稳定双电荷粒子的场景中并未被排除。在这些场景中，过量的 -2 电荷粒子与原初氦结合在 O-氦“原子”中，维持着特定核相互作用形式的暗物质，这可能为直接暗物质搜索的谜题提供一个有趣的解决方案。（摘要删节）
引用
@article{arxiv.1311.2468,
title = {Fundamental Particle Structure in the Cosmological Dark Matter},
author = {Maxim Yu. Khlopov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.2468},
year = {2013}
}
备注
Invited review to International Journal of Modern Physics A