来自 GeV 尺度暴胀子的遗迹引力波和 7 keV 暗物质

我们研究了在具有轻暴胀子 $\chi$ 的模型中产生 7 keV 惰性中微子暗物质 (DM) 的机制，该暴胀子作为标度不变性破缺的信使。在该模型中，暴胀子除了为标准模型 (SM) 粒子提供再加热外，还直接衰变为惰性中微子。后者通过类似 I 型跷跷板 (seesaw type I) 公式负责活性中微子振荡。虽然两个惰性中微子也可能在原初等离子体中产生轻子不对称性，从而解释宇宙的重子不对称性，但第三个最轻的惰性中微子质量可能为 7 keV 并作为暗物质。为了使该机制生效，暴胀子的质量必须很轻 (0.1-1 GeV)，这唯一地确定了其性质，使得该模型可被检验。对于粒子物理实验，这些性质包括：暴胀子寿命 ($10^{-5}-10^{-12}$ s)、B 介子衰变为 Kaon 和暴胀子的部分衰变宽度 ($10^{-6}-10^{-4}$)，以及暴胀子衰变为轻 SM 粒子的分支比（如同相同质量的 SM 希格斯玻色子）。对于宇宙学实验，这些性质包括：标量扰动的谱指数 ($n_s\simeq0.957-0.967$) 和暴胀期间产生的张量扰动量（张标比 $r\simeq0.15-0.005$）。