在宇宙微波背景中观测左右对称性

我们考虑通过宇宙微波背景（CMB）探测左右对称模型（LRSM）的可能性。我们采用带有 Higgs 双重态的最小 LRSM，也称为双重态左右模型（DLRM），其中所有费米子（包括中微子）仅通过其与 Higgs 双重态的耦合获得质量。由于轻中微子的 Dirac 性质，存在额外的相对论自由度，其可借助对应于右扇区的规范相互作用在早期宇宙中达到热平衡。我们根据 Planck 2018 对有效相对论自由度的限制约束该模型，并估算了计划中的 CMB 第四阶段实验进一步约束该模型的前景。我们发现，在精确的左右对称极限下，根据 Planck 2018 在 $2\sigma$ 置信水平下的界限可排除低于 4.06 TeV 的 $W_R$ 玻色子质量，这与来自双喷注共振搜索的 LHC 界限同样具有竞争力。另一方面，Planck 2018 在 $1\sigma$ 置信水平下的界限可排除更大的参数空间，即便在 TeV 能标附近存在额外相对论自由度时，也超出当前直接搜索实验的触及范围。我们还通过考虑右手中微子实费米子五重态作为宇宙中主导暗物质组分，研究了这些约束对 DLRM 中暗物质的影响。