引力微子暗物质与低尺度重子生成

在早期宇宙中获得可比较的重子与暗物质密度的一种非常简单的方式，是通过它们从母粒子非平衡衰变中的同时产生，前提是两个粒子布居数都被相对较小的数值所抑制，即衰变中的 CP 破坏和分支比分别很小。我们在 R 宇称破缺的 MSSM 实现框架下，详细研究了此类场景，其中重子不对称性和引力微子暗物质均由 Bino 的衰变产生。然而，在一个现实的粒子框架中实现这一简单图像变得相当复杂，这既源于衰变 Bino 丰度的非平凡确定，也源于洗出过程以及重子不对称性和暗物质遗迹密度的额外来源的影响。为了定量确定重子和暗物质的丰度，我们建立并求解了一组耦合的玻尔兹曼方程，涵盖了参与其产生的粒子种类，并包含了所有相关过程。在最简单但仍具一般性的极限下，即决定 Bino 丰度和衰变率的过程由简并的右手征 squark 介导时，当 Bino 质量在 50 到 100 TeV 之间、Gluino NLSP 质量在 15-60 TeV 范围、引力微子质量在 100 GeV 到几 TeV 之间时，可以获得正确的暗物质和重子遗迹密度值。不幸的是，这些高质量超出了 LHC 的运动学探测范围。相反，来自引力微子 LSP 衰变的反质子信号可能处于 AMS-02 和伽马射线望远镜的灵敏度范围内。