通过暗 sector 散射在 TeV 尺度产生轻子生成

我们提出一种通过暗 sector 粒子（包括 t 道过程）的湮灭与协同湮灭产生轻子不对称性的新情景。为切实实现这一想法，我们考虑具有三个右手中微子和一个新标量双重态的隐形模型（scotogenic model），所有这些粒子在内在 $Z_2$ 对称性下均为奇。最轻的 $Z_2$ 奇粒子若电磁中性，可作为暗物质候选者，而不同 $Z_2$ 奇粒子湮灭及协同湮灭为标准模型轻子则作为轻子不对称性的来源。轻中微子质量在单圈水平产生，圈内为 $Z_2$ 奇场。我们表明，与轻中微子、暗物质 relic 丰度及重子不对称性相关的实验数据可在该模型中同时被满足，分为两种情况：一种为费米子暗物质，另一种为标量暗物质。在两种情景中，t 道湮灭以及 $Z_2$ 奇粒子的协同湮灭在产生非零 CP 不对称性方面均扮演非平凡角色。两种情景均不受 DM 直接探测限制，同时将轻子生成尺度保持在低至 TeV 或更低，低于隐形模型中常规轻子生成情景的尺度，并额外在某种程度上解释了重子-暗物质巧合。由于如此低的尺度，该模型可通过寻找带电轻子味破坏的稀有衰变实验进行检验。