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标量-张量重子生成:引力重子生成的标量-张量完备化

广义相对论与量子宇宙学 2026-03-04 v2 高能物理 - 理论

摘要

我们提出了\emph{标量-张量重子生成}(STB),其中重子生成所需的 C ⁣PC\!P 破坏偏差来源于标量-张量表示的修正引力中出现的\emph{引力}标量。导数耦合 Mdμf(ϕi)JBLμM_\ast^{-d}\nabla_\mu f(\phi_i)\,J^\mu_{B-L} 在 FRW 背景下充当有效化学势 μBLf˙\mu_{B-L}\propto\dot f,在 B ⁣ ⁣LB\!-\!L 破坏反应仍活跃时驱动等离子体达到非零的平衡 B ⁣ ⁣LB\!-\!L 密度。该不对称性在由 ΓBL(TD)=H(TD)\Gamma_{B-L}(T_D)=H(T_D) 确定的动力学退耦温度 TDT_D 处冻结,给出 nb/s[f˙/(MdT)]TDn_b/s\propto[\dot f/(M_\ast^d T)]_{T_D}(经sphaleron转换前)。一个关键的结构性结果是显式的\emph在位/背景}映射——通过定义标量势的勒让德关系——连接了基于曲率的引力重子生成算符与其标量-张量对应物,同时提供了一个与自发/精质重子生成密切平行的爱因斯坦框架描述,但具有引力(非人为物质)偏置场。该映射并非仅仅是变量变换:它施加了相容性条件(标量-张量分支的存在、勒让德映射的局部可逆性以及旁观者区域的有效性),从而限制了容许的算符空间,并将 μBLf˙\mu_{B-L}\propto\dot f 与修正引力动力学绑定在一起。作为示例,我们在 F(R)=R1+εF(R)=R^{1+\varepsilon} 中实现了 STB,B ⁣ ⁣LB\!-\!L 破坏来自五维 Weinberg 算符,并在 ε=O(106)\varepsilon=\mathcal{O}(10^{-6})TD8.5×1013GeVT_D\simeq 8.5\times10^{13}\,\mathrm{GeV} 且背反应可忽略的情况下再现了观测到的重子不对称性,同时满足核合成约束并使膨胀任意接近 GR 辐射解。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.06984,
  title  = {Scalar-tensor baryogenesis: a scalar-tensor completion of gravitational baryogenesis},
  author = {David S. Pereira},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.06984},
  year   = {2026}
}

备注

12 pages, 1 figure