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当 FIMP 衰变为中微子时:$N_\mathrm{eff}$ 的故事

高能物理 - 唯象学 2021-08-18 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

弱相互作用大质量粒子(FIMPs)的存在可能对早期宇宙中相对论性物种的有效数目 NeffN_\mathrm{eff} 产生显著影响。在这项工作中,我们详细研究可衰变为中微子的短寿命 FIMPs 如何影响 NeffN_\mathrm{eff},并强调支配其演化的相关效应。我们表明,即使不稳定 FIMPs 将其大部分能量注入中微子,它们仍可能降低 NeffN_{\mathrm{eff}},并确定中微子能谱畸变是此效应背后的驱动力。作为一个案例研究,我们考虑重中性轻子(HNLs)并指出其参数空间的哪些区域会增大或减小 NeffN_{\mathrm{eff}}。此外,我们从宇宙微波背景推导出对 HNL 寿命的约束,并评论 HNLs 在缓解哈勃张力中可能扮演的角色。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.09831,
  title  = {When FIMPs Decay into Neutrinos: The $N_\mathrm{eff}$ Story},
  author = {Alexey Boyarsky and Maksym Ovchynnikov and Nashwan Sabti and Vsevolod Syvolap},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.09831},
  year   = {2021}
}

备注

13 pages, 7 figures - v2: journal version