早期宇宙作为新物理的探针

在过去几十年中，粒子物理标准模型已被验证达到前所未有的精度。然而自然界中仍存在无法解释的现象，因此需要新的理论。由于地面实验在可探测的能量和精度上均受限制，需要新方法来寻找超出标准模型的物理迹象。在本文中，我展示了如何通过在早期宇宙中寻找这些理论效应的遗迹来探测它们。特别地，我重点关注标准模型的三种可能扩展：添加大质量中性粒子作为暗物质（通过若干暗物质最小模型）、添加带电大质量粒子（通过催化大爆炸核合成），以及高维的存在（通过其对BBN和银河系正电子产生的影响）。对于每个新模型，我回顾了现有的实验界限以及在下一代实验中发现新物理的潜力。