来自带电标量的惰性中微子暗物质与低能标轻子生成

我们表明，当标准模型扩展为包含三个惰性中微子 $N_i$ 和一个带电标量 $\delta^+$ 时，暗物质生成和重子生成的新途径将被打开。具体而言，我们提出了一种新的暗物质粒子（即多 keV 惰性中微子 $N_1$）产生机制，该机制不依赖于活性 - 惰性混合角，也不依赖于大的原始轻子不对称性。相反，$N_1$ 是通过早期宇宙中处于平衡态的 $\delta^+$ 衰变，经由冻结入（freeze-in）机制产生的。此外，我们证明，得益于较重的惰性中微子 $N_{2,3}$ 与 $\delta^+$ 之间的耦合，通过轻子生成实现的重子生成可以在接近电弱能标处发生。轻子不对称性要么由质量 $M_{2,3}\gtrsim$ TeV 的 $N_{2,3}$ 衰变产生，要么由 $M_{2,3}\sim$ GeV 的 $N_{2,3}$ 振荡产生。该情景的实验信号包括来自暗物质衰变的 X 射线谱线，以及在 LHC 上直接产生 $\delta^+$。因此，该模型描述了一个用于解释中微子质量、重子不对称性和暗物质的最小且可检验的情景。