超引力暴胀模型及经由 PeV 暗物质衰变解释 IceCube HESE 数据

我们构建了一个暴胀与 PeV 暗物质的统一模型，通过合理选择无标度 Kähler 势、超势和规范动能函数，利用 MSSM 场与隐藏区 Polonyi 场构造。该模型与 CMB 观测一致，并能解释 IceCube HESE 观测到的 PeV 中微子通量。从 $D$ 项 SUGRA 势得到了类 Starobinsky 的 Higgs-超中微子平台暴胀，而暴胀期间 $F$ 项为次主导。为得到 PeV 暗物质，通过 Polonyi 场实现了 PeV 尺度的 SUSY 破缺。这根据模型参数设定了 GUT 尺度下软 SUSY 破缺参数 $m_0, m_{1/2}, A_0$ 的尺度。通过运行 RGE 得到了低能粒子能谱。我们展示了该模型中可获得 $\sim$125 GeV 希格斯和规范耦合统一。6 PeV 的 bino 型暗物质是遗迹密度中的次主导成分（$\sim 11\%$），通过适当选择 $R$ 宇称破坏算符的耦合，其衰变给出了 IceCube 观测到的 PeV 尺度中微子通量。此外我们发现标量场参数 $(\gamma, \beta)$ 和耦合 $\zeta$ 值在产生正确 CMB 功率谱振幅方面存在简并。然而参数 $\tan(\beta)=1.8$ 的值由 PeV 尺度 SUSY 破缺的要求严格固定，消除了标量场参数值中的简并，从而为暴胀提供了唯一解。以此方式，它将暗物质、PeV 中微子和暴胀的解释纳入同一框架。