宇宙学气泡的（暗）物质之谜？

尽管取得巨大成功，现代宇宙学和粒子物理仍藏匿着诸多未解之谜。其中两大谜题是宇宙重子不对称性的起源以及暗物质的存在与性质。在本论文中，作者以多种方式探讨这些主题。论文第一部分关注可能发生于大爆炸后不久的一阶宇宙学相变。此类相变通过真真空泡的成核与膨胀进行，并产生丰富现象学。作者提出一种机制，基于具有大序参量的暗相变边界处的非平衡动力学，同时解释重子不对称性和暗物质。同一类相变在暗物质Yukawa耦合较小的参数区间内，可通过收缩假真空区域中等离子体的压缩产生原初黑洞，作者以精细数值模拟予以证明。在关于宇宙学相变的第三个项目中，作者研究了与剩余等离子体退耦且足够冷以满足宇宙学约束、但同时产生相变泡碰撞期间可探测引力波谱的亚MeV隐 sector（隐 sector）的可能性。论文第二部分，作者评估DUNE近探测器上新物理搜寻的前景，聚焦DUNE-PRISM概念，其建议在不同轴上和轴外位置进行连续测量。该设置实现了改善的信号-本底比并降低了系统不确定性。