穿越视界的粒子-反粒子振荡模:重子生成与暗物质波
广义相对论与量子宇宙学
2025-03-25 v3
摘要
再加热期间的量子大质量粒子与反粒子对的产生与振荡导致全息的大质量对等离子体态。该等离子体内粒子与反粒子密度的扰动形成以对称与非对称密度对比为特征的声波。通过推导声波方程并识别最低阶扰动模(波数为零)的频率,研究表明这些模的波长与视界尺度相比,暗示在再加热期间存在超视界穿越的可能性。这种穿越导致视界内观测者可观的粒子-反粒子不对称性。大质量粒子与反粒子衰变为重子产生净重子数,可能解释重子生成。计算所得的重子数与熵之比与观测数据一致。该穿越也解释了当今宇宙中暗物质的粒子-反粒子不对称性。研究还探讨了具有非零波数的扰动模,代表暗物质声波。这些模在复合后退出视界并重新进入,可能在大尺度上 imprint 于物质功率谱,并影响大尺度结构与星系的形成。
引用
@article{arxiv.2007.03464,
title = {Particle-antiparticle oscillation modes crossing horizon: baryogenesis and dark-matter waves},
author = {She-Sheng Xue},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.03464},
year = {2025}
}
备注
Final revision, Nuclear Physics B1014 (2025) 116875. 41 pages, 4 captioned figures