通过原初黑洞吸收实现重子生成的可行性检验

近来 Dolgov 与 Pozdnyakov 提出了一种新重子生成机制，其中重子不对称性在拉格朗日量层面不破坏重子数即可产生。在该场景中，重子不对称性由原初黑洞（PBHs）吸收携带重子数的新粒子 X 所生成。假设存在 CP 破坏，粒子 X 被吸收的速率不同于反粒子 $\bar{X}$，从而产生重子数上的不对称性。我们独立检验了这一场景，发现其存在两个根本问题。\ 在唯象层面，PBHs 的强吸收起初会增大重子不对称性。然而在较晚时期，此种不对称性会被 PBHs 完全吸收。为克服该问题，我们计入 PBH 蒸发，其提供了一种自然方式来中止吸收同时保留有限的重子不对称性。我们对参数空间进行了系统研究，标定了在不违反已知 PBH 丰度约束下导致重子不对称性产生的区域。在理论层面，实现该场景所假定的 CP 破坏的模型难以构造。我们通过构建一个最小模型表明，原工作为产生 CP 破坏所提出的框架即便在定性上正确，在定量上也与观测到的重子不对称性不符，即该机制仅能产生总重子不对称性的一个分数。