通过过冷宇宙的原初引力波探测热轻子生成和暗物质

我们探索了标准模型的经典共形$U(1)_{B-L}$扩展中过冷一级相变的宇宙学动力学，其中辐射对称性破缺同时产生了右手中微子（RHN）质量和一个强的随机引力波（GW）背景。标量场缓慢衰变为RHN可以诱导一个早期物质主导（EMD）时期，其持续时间对RHN质量和规范耦合$g^\prime$敏感。这个非标准宇宙学阶段重塑了引力波谱，并留下了独特的依赖于RHN质量的谱畸变，该畸变与热轻子生成的味道区域相关。在此框架内，一个RHN可以作为从标量衰变非热产生的暗物质候选者，而其余态则通过热轻子生成产生重子不对称性。对于$g^\prime=0.5$，我们确定了这样一个参数区域，并表明通过单态扩展，即使使用更小的规范耦合，也可以在三味区域实现这一机制。由此产生的引力波信号，因过冷而放大并因EMD而改变，为在未来高频引力波观测中探测轻子生成的尺度和味道结构提供了独特的窗口。