非标准宇宙学下含暗物质的 TeV 能标 leptogenesis

我们研究早期宇宙中非标准宇宙学时期对通过 leptogenesis（轻子生成）产生重子不对称以及暗物质丰度的影响。我们考虑两种不同的非标准时期：其一为表现为无压物质的标量场主导早期宇宙，即早期物质主导（EMD）情形；其二为宇宙能量密度由红移快于辐射的组分主导，即快膨胀宇宙（FEU）情形。虽然两种情形下大爆炸核合成（BBN）时期均重现辐射主导宇宙，但诸如重子不对称产生与暗物质遗迹等高能标现象受到显著影响。采用称为 scotogenic 模型的最小粒子物理框架（其在单圈水平上产生轻中微子质量），我们发现，在 EMD 情形的一种具体实现中，leptogenesis 的能标可低于标准宇宙学情形。另一方面，其他非标准宇宙学情形可依据同时实现成功的低能标 leptogenesis 与正确暗物质丰度的要求而受到约束。此类低能标情形不仅统一描绘了重子不对称、暗物质与中微子质量起源，也开启了实验探测的有趣可能。