通过后大统一相互作用产生宇宙中的物质

在本文中，我们提出了一种模型，其中普通物质和暗物质产生于一种假设的反引力介质的衰变，该介质以填充宇宙的（零动量）无自旋有质量粒子（记为φ）的凝聚体形式存在。φ粒子衰变为重子、轻子和暗物质粒子是由某种（后大统一）相互作用引起的，其质量尺度介于电弱统一和大统一之间。观测到的暗能量被识别为一部分尚未衰变到测量时刻的凝聚体。φ粒子的衰变率Γ_φ通过三个参数表示：耦合常数α_X、定义X粒子质量（作为后大统一相互作用的媒介）的质量尺度M_X，以及赋予衰变产物的能量。我们表明，暗物质粒子质量m_χ ≈ 5 GeV和φ粒子质量m_φ ≈ 15 GeV可以从7年WMAP及其他关于重子、暗物质和暗能量密度对宇宙总物质-能量密度贡献的天体物理数据中提取。这种轻WIMP暗物质的质量与CoGeNT、DAMA和CDMS的最新观测一致。所获得的φ粒子和暗物质粒子的质量与后大统一相互作用的耦合常数α_X ~ 1/70（在M_X ~ 6×10¹⁰ GeV时）以及衰变率Γ_φ ≈ 2×10⁻¹⁸ s⁻¹一致。计算了暗物质粒子可能产生的反应截面。