长寿命大质量有色粒子通过强子碰撞的共振湮灭

假设的长寿命大质量有色粒子（MCPs 或 Ys）会在色禁闭温度 $T_C \sim 200$ MeV 下被禁闭在无色的奇异强相互作用大质量粒子（SIMPs）中。两个长寿命 MCP 在两个 SIMP 碰撞时形成束缚态 $(Y \bar{Y})$。我们研究了 MCP 湮灭对共振态 $(Y \bar{Y})$ 衰变性质以及奇异 SIMP 结合能或能级的敏感性。本文假定 $(Y \bar{Y})$ 的形成主要通过 $(Y \bar{Y})$ 共振态进行。我们构建了一个 $Y \bar{Y}$ 湮灭有效截面的玩具模型。然后针对不同的参数集计算了 SIMP 的丰度，这些参数指定了 $(Y \bar{Y})$ 共振态的性质、SIMP 的结合能、MCP 的初始丰度和质量。计算得到的各 SIMP 种类的遗迹丰度是重子丰度的 $2 \times 10^{-8}$--$3 \times 10^{-4}$ 倍。它们可以远高于此前的估计，但不会远低于此。根据参数的不同，这些丰度可以与如下可能图景相容：SIMP 与原子核结合，随后发生的奇异核反应降低了早期宇宙中 $^7$Li 的原初丰度，或提高了 $^9$Be 和/或 B 的丰度。未来，通过以轻元素丰度作为观测量对湮灭过程进行精细研究，或许能获得关于早期宇宙夸克-强子相变的独特信息。