精质动能主导与轻子生成

本文讨论了在精质动能主导 (quintessential kination) 背景下，由右手性中微子 (RHN) 的 CP 破坏衰变诱导的热轻子生成。这是一种宇宙学模型，假设早期宇宙的能量密度在其演化的某个阶段由精质场的动能项主导。与标准宇宙学（宇宙能量密度由辐射主导）相比，这一假设可能导致非常不同的观测后果。我们表明，取决于动能主导辐射的温度阈值 $T_r$ 的选择，即使固定 RHN Yukawa 耦合以提供观测到的大气中微子质量标度 $\sim 0.05$ eV，从强洗出 (strong wash-out) 到超弱洗出 (super-weak wash-out) 机制之间的任何情况对于轻子生成都是同样可行的。对于 $M < T_r < M/100$，即当动能主导结束的时间距离轻子生成发生的时间不久时，该过程的效率（定义为产生的轻子不对称性与 RHN 衰变中 CP 破坏量之比）可能大于标准辐射主导情形。这种可能性仅限于中微子质量标度大于约 0.01 eV 的情况。当 $T_r \ll M/100$ 时可获得超弱洗出机制，其中包括 $T_r$ 接近核合成温度 $\sim 1$ MeV 的情况。无论 $T_r$ 取何值，我们总是发现在电弱温度 $T \sim 100$ GeV 以上存在足够的窗口供 sphaleron 跃迁热化，从而使轻子不对称性总能转化为观测到的重子不对称性。