从夸克到宇宙：宇宙学演化中的粒子与等离子体

我们在粒子物理（PP）标准模型（SM）即“PP-SM”的背景下，描述了对温度范围 $130\GeV>T>20\keV$ 内宇宙原初性质和组成的理解。宇宙演化使用 FLRW 宇宙学进行描述。我们给出了跨时间粒子内容的全局视图，并使用减速参数 $q$ 描述了不同的演化时代。我们追随膨胀和冷却宇宙中的时间箭头：在 PP-SM 重粒子 $(t, h, W, Z)$ 的丰度在 $T\simeq 50\GeV$ 以下衰减后，宇宙中的 PP-SM 等离子体由强相互作用的夸克-胶子内容主导。当温度降至 $T\simeq 150\MeV$ 以下时，夸克和胶子强子化为强相互作用物质粒子。重子反物质的迅速消失在 $T_\mathrm{B}=38.2\MeV$ 时完成。我们研究了随后奇异性和介子的普遍消失。我们表明，由粒子群体定义的不同时代彼此间几乎无分离，其中 μ 子的丰度在 $T=\mathcal{O}(2.5)\MeV$ 之前刚刚消退，即自由中微子出现的时代。我们讨论了控制中微子退耦的两个相关基本常数。随后我们追踪原初宇宙穿过热致密电子-正电子等离子体时期的过程。正电子反物质的高密度在 $T=20.3\keV$ 附近消失：核反应发生在高度流动且具有相对强相互作用的电子-正电子等离子体相存在的情况下。我们应用等离子体理论方法来描述重尘埃粒子（核子）之间的强屏蔽效应。我们分析了电子-正电子等离子体在暴露于外部原初磁场时的顺磁特性。