Electromagnetic Dirac Cogenesis
提出利用重矢量型费米子电磁偶极衰变至暗物质与轻狄拉克中微子右旋部分的共生成机制,同时生成重子与暗物质不对称性,预测DM质量约1 GeV,并可在伽马射线望远镜与CMB实验中探测。
2025-07-15 astro-ph.CO hep-ph
Electroweak Cogenesis
我们提出了一个简单的重子生成和非对称暗物质产生在电弱相变的重正化模型。我们的设置利用两个希格斯偶极子模型加上两个复杂的规范单线态,其中较轻的是稳定的暗物质。暗物质在一种整体对称性下带电,这种对称性在早期宇宙中被打破,但在电弱相变中恢复。因为重子和暗物质不对称性的比例是由模型参数控制的,所以暗物质不一定是轻的。因此,新的力载体是不必要的,对称的暗物质丰度可以通过希格斯门相互作用单独消除。我们的模型对暗物质质量给出了一个粗略的上限,并对直接探测实验和粒子对撞机产生了影响。
2013-06-18 hep-ph
Affleck-Dine Cogenesis
我们提出了一个新的框架,其中所观察到的重子和暗物质丰度通过阿弗莱克-戴恩机制同时产生。在其最简单的实现中,阿弗莱克-戴恩共生是由一个单一的超势算子和它的A项对应物完成的。这些算子明确地将B-L和X(暗物质数)分解为对角B-L+X。在早期宇宙中,这些算子稳定了携带非零B-L和X的超对称平坦方向,并赋予了不对称产生所必需的CP破坏。因为B-L+X被保持,所以所得到的B-L和X不对称性是相等且相反的,尽管如果B-L和X被另外的算子分别违反,这个精确的关系可以被放松。我们的暗物质候选者被R宇称稳定,并由于其非零的X数而获得不对称的丰度。对于质量为几个GeV的暗物质,人们自然会得到今天观测到的能量密度比,Omega_{DM} /Omega_B \sim 5。这些理论通常预测最轻的可观测超对称粒子在衰变为暗物质时的宏观寿命。
2012-04-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Moduli induced cogenesis of baryon asymmetry and dark matter
我们研究了一种共生机制,在这种机制中,宇宙中观测到的重子不对称性和暗物质丰度可以在较低的再加热温度下同时产生,而不违反基本顶点的重子数。特别是,我们考虑了一个模型,它可以实现在IIB型大容量字符串紧化的背景下。这个模型中的物质超场除了最小超对称标准模型(MSSM)超场之外,还包括额外的颜色三重态和单重态超场。假设额外的单重态费米子的质量是O(GeV)和颜色三重态费米子是O(TeV),我们表明,模主要衰减到额外的颜色三重态超场。超对称软破缺后,色三重态超场标量分量的最轻本征态进一步衰变为单重态超场和夸克的费米子分量,而不破坏重子数。假设R-宇称守恒,单重态超场将不会进一步衰变为SM粒子,因此它可以被认为是一个稳定的非对称暗物质(ADM)成分。我们发现,色三重态超场标量分量的最轻本征态的衰变给出了可见扇区中观测到的重子不对称性,这是一种具有正确丰度的不对称暗物质分量,自然地解释了宇宙的巧合。
2015-08-17 hep-ph hep-th
Asymmetries in Extended Dark Sectors: A Cogenesis Scenario
本研究探讨扩展暗扇区中不对称性对多暗物质组分产率与性质的影响,提出即使本质对称的粒子其能量密度也可源于不对称性,并嵌入能同时解释中微子质量与重子不对称性的协同创生模型,预言可探测的单色中微子线。
2023-05-12 hep-ph
Twin Quark Dark Matter From Cogenesis
我们扩展异卵双胞胎希格斯场景,包括一个新的暗物质候选人,以及在两个部门产生的物质/反物质不对称的机制。孪晶色的自发破缺导致夸克自由度为剩余孪晶色群下的单态。这些双色单重夸克,连同次优势组分的双轻子,构成了不对称的暗物质。两个扇区中物质与反物质之间的不对称性是由单线态费米子的衰变共同产生的,单线态费米子在可见扇区和双扇区之间提供了一个额外的入口。我们讨论了这个模型的现象学方面,评估参数空间的约束,并在未来的实验中突出有前途的发现渠道。我们简要讨论了如何在多个实验中发现的信号可能有助于建立解决自然性,暗物质和物质/反物质不对称性难题的机制之间的联系。
2022-01-06 hep-ph
Cogenesis of visible and dark matter in type-I Dirac seesaw
Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校);Indian Institute of Technology Hyderabad(印度理工学院海德拉巴分校)
基于I型狄拉克跷跷板机制,引入狄拉克费米子暗物质及其标量伴子,通过矢量费米子非平衡衰变同时产生可见区和暗区不对称性,实现暗物质质量在100 MeV至39 TeV范围内的成功协同生成。
2026-06-25 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
ALPy Cogenesis
本文提出一种利用重右手中微子二体衰变产生轻子不对称性并转化为重子不对称性的共生起源机制,同时探讨了其对 ALP 和 QCD 轴子暗物质参数空间的限制及在多种实验中的可观测特征。
2025-10-31 astro-ph.CO hep-ph
Cogenesis of visible and dark sector asymmetry in a minimal seesaw framework
本文在最小跷跷板框架下,不引入额外对称性,实现非对称暗物质,统一解释中微子质量、暗物质丰度及可见与暗扇区物质-反物质不对称性的共同起源。
2023-05-11 hep-ph hep-th
Cogenesis in a universe with vanishing $B-L$ within a gauged $U(1)_x$ extension
我们考虑标准模型和最小超对称标准模型的规范$U(1)_x$扩展,其中暗物质场在$U(1)_x$下带电并携带轻子数,而标准模型场和最小超对称标准模型场在$U(1)_x$下是中性的.我们在这类模型中考虑轻子生成,所有的基本相互作用都没有轻子数的破坏,宇宙中的总$B-L$为零。这样的轻子生成导致了可见光区和暗区的轻子数相等而相反,因此也产生了不对称的暗物质。轻子部分产生的轻子数随后通过sphaleron相互作用转移到重子部分。暗粒子的稳定性受到$U(1)_x$规范对称性的保护。$U(1)_x$和$U(1)_Y$规范玻色子之间的动力学混合使得暗物质的对称分量消散。当$U(1)_x$是$U(1)_{B-L}$的情况下,也讨论了超对称的情况下。这种情况是特别有趣的,因为我们有一个规范的$U(1)_{B-L}$,它确保了$B-L$的守恒与初始条件的消失$B-L$在宇宙中。唯象意义的建议的扩展进行了讨论,其中包括影响电弱物理,中微子质量和混合,轻子的味道改变过程,如$\ell_i \to \ell_j γ$。我们还简要讨论了模型中暗物质的直接探测。
2014-02-20 astro-ph.HE hep-ph
Spontaneous Baryogenesis from Asymmetric Inflaton
基于非零B-L荷的暴胀子与物质场之间的流-流相互作用,我们提出了一种由非对称暴胀子自发重子生成的变体方案。当暴胀子开始在暴胀后的最小值附近振荡时,它可能导致CP奇分量的激发,这通过电流-电流相互作用诱导出B-L数的有效化学势。我们研究了具体的暴胀模型,并证明了自发重子生成方案可以在超引力下的混沌暴胀中自然实现。
2015-10-27 astro-ph.CO hep-ph
Non-thermal Origin of Asymmetric Dark Matter from Inflaton and Primordial Black Holes
研究了由以非热起源为主的右手中微子(RHN)的非平衡CP破坏衰变产生重子和暗物质(DM)的可能性。虽然RHN及其较重的伙伴可以通过I型跷跷板机制参与轻中微子质量的产生,但RHN衰变到暗区和可见区可以同时产生各自的不对称性。RHN的非热源是暴胀子的{ \bf(a)}壳层衰变和超轻原初黑洞(PBH)的{ \bf(b)}蒸发。在这两种情况下建立完整的玻尔兹曼方程组后,我们约束粒子物理设置的参数空间,以及暴胀子和PBH扇区,以产生正确的(不对称的)DM丰度和重子不对称性,同时与其他相关的宇宙学界限一致。情景{ \bf(a)}将DM和重子不对称性的共同起源与暴胀后通过暴胀子衰变产生的RHN的再加热联系起来,而在情景{ \bf(b)}中,我们发现,与纯热情景相比,在存在适当质量和初始分数的PBH时,重子和DM丰度增强。虽然最小的设置本身是非常具有预测性的观测结果,紫外线完成的黑暗部门的细节可以提供几个互补的探针。
2022-02-24 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetric Dark Matter via Spontaneous Co-Genesis
在非对称暗物质(DM)的背景下,我们研究了DM和重子非对称性自发共生的一种新机制,解释了观测到的DM和重子密度之间的关系Omega_DM/Omega_B ~ 5.共生机制需要一个质量低于5 eV的轻标量场(phi),它与DM进行衍生耦合,很像一个“暗轴子”。场φ本身可以提供最终状态,其中剩余对称DM分量可以湮灭。
2011-09-07 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetric self-interacting dark matter with a canonical seesaw model
在不对称暗物质框架内结合标准跷跷板模型,同时生成暗物质与宇宙重子不对称性,通过轻媒介实现自相互作用以解决小尺度结构问题,并给出暗物质质量的严格限制。
2024-08-19 astro-ph.CO hep-ph
Composite Asymmetric Dark Matter Assisted by Primordial Black Holes Evaporation
Jilin University(吉林大学);Peking University(北京大学);Central China Normal University(华中师范大学);South China Normal University(华南师范大学)
通过原初黑洞蒸发产生重标量粒子,实现质子和暗物质的CP破坏性衰变,解释宇宙质子不对称性和暗物质能量密度。
2026-08-27 hep-ph
Baryon Asymmetric Universe from Spontaneous CP Violation
自发的CP破坏,如Nelson-Barr(NB)机制,是解决强CP问题的一个有吸引力的方案,同时实现Cabibbo-Kobayashi-Maskawa(CKM)夸克混合矩阵的观测相位。然而,不仅CKM相,而且重子不对称宇宙都需要CP破坏的源。在这项研究中,我们表明,一个超对称NB机制可以自然地容纳阿弗莱克-戴恩(AD)重子生成内CP不变的拉格朗日。该模型提供了与新的重夸克相关的平坦方向。聚焦在其中一个方向上,我们发现在足够低的再加热温度下可以得到正确的重子不对称性,这不会引起引力子问题。某些参数空间与引力子暗物质是一致的。我们评估了由规范介导的超对称破缺和CP破坏重场引起的强CP相的辐射修正,并表明强CP问题在一个可行的参数空间中得到解决,其中可见扇区超对称粒子必须轻于O(100)TeV。即使在它们比TeV尺度重的情况下,我们的模型预测的中子电偶极矩在不久的将来的实验范围内。我们的模型解决了电弱自然性问题、强CP问题、重子不对称宇宙和暗物质。然后,该模型可能会给出一个新的引人注目的物理学范式,超越标准模型。
2022-05-06 astro-ph.CO hep-ph
Spontaneous CP violating quark scattering from asymmetric $Z\left(3\right)$ interfaces in QGP
本文推广了我们早先关于夸克和反夸克在QCD $Z\left(3\right)$畴壁上的自发CP破坏散射的研究,研究了当畴壁的Polyakov圈序参量$l(x)$具有非对称分布时的情形.动力学夸克导致$Z(3)$对称性的显式破缺,这提升了由夸克-胶子等离子体(QGP)相中的$Z(3)$对称性的自发破缺引起的$Z(3)$真空的简并。所得的畴壁具有$l(x)$的不对称轮廓(对于以原点为中心的畴壁,在反射$x \rightarrow -x$下)。我们计算了与此畴壁轮廓相关的背景规范场轮廓$A_0$。有趣的是,即使在不对称的$l(x)$分布下,来自相应规范场位形的夸克-反夸克散射也不反映这种不对称性。我们表明,预期的不对称性散射时,我们包括的效果,$l(x)$的不对称的配置文件上的夸克和反夸克的有效质量和计算所得的散射。我们讨论了这种非对称Z(3)壁在宇宙学中产生夸克和反夸克密度涨落的作用,以及在相对论性重离子碰撞中的作用,例如在事件-事件重子涨落中的作用。
2014-06-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Peccei-Quinn Genesis
Korea Institute for Advanced Study(韩国高等科学研究院);Chung-Ang University(中央大学)
该研究提出一种机制,通过佩奇-奎因极点膨胀框架统一QCD轴子暗物质起源与宇宙重子不对称性,同时解决强CP问题、中微子质量、物质-反物质不对称性和膨胀问题。
2025-12-14 hep-ph
Asymmetric dark matter with a spontaneously broken $U(1)'$: self-interaction and gravitational waves
本文提出一种暗物质粒子通过有质量暗规范玻色子相互作用的非对称暗物质模型,以解决小尺度结构问题,并发现该模型可提高中微子有效数量,其自发对称性破缺过程还能产生峰值频率在 $10^{-6}-10^{-7}$ Hz 的随机引力波。
2023-03-21 hep-ph
Cosmic Coincidence and Asymmetric Dark Matter in a Stueckelberg Extension
讨论了在标准模型和最小超对称标准模型的Stueckelberg U(1)扩展中,重子不对称性与暗物质之比的共生可能性。对于U(1),我们选择$L_μ-L_τ$,它是无异常的并且可以测量。从这个扩展中产生的暗物质候选者是标准模型规范群的单线态,但在$L_μ-L_τ$下带电。讨论了在非对称暗物质存在下遗迹的玻尔兹曼方程的解。结果表明,重子不对称性与暗物质的比值与当前WMAP数据一致,即,宇宙的巧合,可以成功地解释在这个模型与耗尽的对称成分的暗物质从共振湮灭通过施托克伯格规范玻色子。对于扩展的MSSM模型,它表明,有一个两个组件的暗物质图片与不对称的暗物质是主导成分和中性伴子是次主导成分(即,残余密度是WMAP冷暗物质值的一小部分)。值得注意的是,次显性成分可以在SuperCDMS和XENON-100等直接检测实验中检测到。此外,它表明,一类的Stueckelberg模型与规范$L_μ-L_τ$将产生一个戏剧性的签名在μ子对撞机与$σ(μ^+μ^-\to μ^+μ^-,τ^+τ^-)$显示可检测的$Z'$共振,而$σ(μ^+μ^-\to e^+e^-)$是没有这种共振。还简要讨论了由$U(1)_{B-L}$ Stueckelberg扩展引起的非对称暗物质。最后,在我们提出的模型中,不对称的暗物质不会振荡,也没有从振荡中被冲走的危险。
2012-06-25 astro-ph.HE hep-ph
Asymmetric Dark Matter from Low-Scale Spontaneous Leptogenesis
University of Tokyo(东京大学);Tohoku University(东北大学);Technical University of Munich(慕尼黑工业大学)
该研究提出一种通过低能自发轻子生成同时产生暗物质不对称性和质子不对称性的模型,预测暗物质质量范围并探讨其探测可能性。
2026-11-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
An Asymmetric SIMP Dark Matter Model
构造了第一个非对称强相互作用大质量粒子(SIMP)暗物质(DM)模型,其中一个新的类矢量费米子和一个新的复标量都具有非零化学势,可以是非对称DM粒子.在U(1)$^{}_\textsf{D}$暗规范对称性自发破缺后,这两个粒子可以有偶然的$\mathbb{Z}^{}_4$电荷使它们稳定。通过在SIMP DM之间增加一个复标量,DM的残余密度由$3 \to 2$和双环诱导$2 \to 2$湮灭决定.另一方面,SIMP DM可以通过新的规范相互作用与热浴保持动力学平衡,直到DM冻结温度。有趣的是,该模型可以对DM具有弹跳效应,由此DM数密度在DM的化学冻结之后上升。在此效应下,模型中DM自相互作用截面的预测结果与天体物理观测结果一致,DM能量密度与重子物质能量密度的比值可用原始不对称性来解释.我们还预测了DM-电子弹性散射截面,可用于测试这个模型在未来的投影实验。
2022-10-28 astro-ph.CO hep-ph
Spontaneous Magnetization of Quark Matter in Inhomogeneous Chiral Phase
考虑标量凝聚和赝标凝聚的密度波,研究了夸克物质对弱外磁场的响应。在外加磁场中,最低朗道能级的能谱变得关于零不对称,这与手征反常密切相关。这种光谱不对称性引起自发磁化。这种机制可能是磁星中强磁场起源的候选机制之一。此外,利用广义Ginzburg-Landau(gGL)展开,我们表明,磁化率表现出一个独特的特征
2015-12-15 hep-ph
Spontaneous magnetization of quark matter in the inhomogeneous chiral phase
考虑标量凝聚和赝标凝聚的密度波,研究了夸克物质对弱外磁场的响应。在外加磁场中,最低朗道能级的能谱在零附近变得不对称,这与手征反常密切相关,并导致自发磁化。这一机制可能是类星体和/或磁星中强磁场起源的候选机制之一。
2015-07-08 hep-ph nucl-th
Sorkin parameter for type-I spontaneous parametric down-conversion biphotons and matter waves
我们提出了实验测量的对数负性,量化量子关联使用古伊相位测量在一个不对称的双缝干涉实验的孪生光子。这是可能的,因为这两个量与狭缝的空间限制具有类似的依赖性,并且使人们能够操纵Gouy相位的纠缠部分。为了获得这些测量结果,我们需要在粒子之间的位置相关性很强的情况下工作,因此我们研究了双光子的这种相关性。由于我们想通过Gouy相位来处理纠缠量子,我们分析了非对称双缝干涉实验中两个纠缠光子的Gouy相位差。
2021-03-17 hep-ph physics.optics quant-ph
GeV Scale Asymmetric Dark Matter from Mirror Universe: Direct Detection and LHC Signatures
镜像宇宙是在弱相互作用中恢复宇称对称性的基本途径。它自然地提供了最轻的镜像核子作为一个独特的GeV尺度的非对称暗物质粒子候选者。我们推测镜像宇称受基本相互作用拉格朗日量的影响,其可能的软破缺仅来自规范单重态扇区中的非相互作用项。通过极小化真空Higgs势实现了自发镜像宇称破缺,并导出了相应的Higgs谱。我们证明了CP破坏的共同起源在可见和镜像中微子跷跷板可以产生适量的物质和镜像暗物质通过leptogenesis。我们分析了TEXONO和CDEX实验对GeV量级镜像暗物质的直接探测。我们进一步研究预测的独特的希格斯签名在LHC。
2012-03-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Asymmetric Dark Matter and Baryogenesis from $SU(2)_{\ell}$
我们提出了一个理论,其中标准模型规范对称性扩展的一个新的$SU(2)_\ell$集团的非平凡的轻子部门,这是自发破缺的TeV规模。在这个$SU(2)_\ell$下,普通轻子与新的轻子伙伴场一起形成双重态。这个结构自然包含一个暗物质候选者,右手中微子的伙伴,由剩余的全球$U(1)_χ$对称性稳定。我们可以解释重子生成通过一个不对称的暗物质的情况下,在暗物质和重子部门的相关不对称性的产生是由$SU(2)_\ell$瞬子在早期宇宙的一阶相变。
2017-07-08 hep-ph
From asymmetric nuclear matter to neutron stars: a functional renormalization group study
本文将以前在手征核子-介子模型中对核物质的研究推广到了同位旋非对称物质。在泛函重整化群的框架下处理了平均场近似以外的涨落。本文详细研究了核液-气相变随非对称物质中质子分数的变化。对称核物质和纯中子物质的零温物态方程与实际多体计算符合得很好。我们还研究了介质中π介子质量的密度依赖性。在中子物质的手征对称性恢复的问题得到解决,我们发现一个稳定的相位与自发破手征对称性一旦波动。最后讨论了含β平衡的中子星物质。该模型满足两个太阳质量的中子星的存在所施加的约束。
2015-02-22 hep-ph nucl-th
Asymmetric Symmetry Breaking: Unequal Probabilities of Vacuum Selection
本研究提出一种模型,通过势能顶端仅$C^1$连续且受随机扰动,实现真空选择的不等概率,利用福克-普朗克方程理论求解并数值验证,为宇宙不对称性起源提供新机制。
2024-05-25 cond-mat.supr-con gr-qc hep-ph
Grand unified hidden-sector dark matter
我们探索GxG统一理论与Z2对称下配对的可见和隐藏或黑暗的部门。开发一个系统的“不对称对称性破缺”,我们激励这样的模型的基础上,他们的能力,以产生暗重子,被限制在一个质量尺度上的质子,不对称的暗物质的动机。这种差异是从不同的,但相关的限制尺度,发展在统一的理论,有两个因素的$G$自发打破一个不对称的方式。我们展示了如何希格斯的潜力,承认不同的规范组打破链在每个部门可以构建,并证明了产生不同的费米子质量尺度的能力。最后讨论了这类方案的超对称扩张。
2015-07-07 hep-ph
Spontaneous current generation in the gapless 2SC phase
结果表明,除了色磁不稳定性外,无带隙2SC相对外部色中性重子流的扰动也表现出顺磁响应。由失配驱动的自发产生的重子流等价于单平面波LOFF态。我们描述的2SC阶段的非线性实现框架,并表明,每个不稳定性表明相应的伪Nambu-Golstone电流的自发产生。我们表明,这个Nambu-Goldstone电流产生状态涵盖胶子相位以及单平面波LOFF状态。进一步指出,当需要电荷中性条件时,存在一个窄的不稳定LOFF(Us-LOFF)窗口,在此窗口中,不仅非对角胶子,而且对角8胶子都不能避免磁不稳定性.我们讨论了在色超导相中的非对角胶子凝聚不能消除Us-LOFF窗口中的对角磁不稳定性,并且在某些约束Abel非对称超流/超导系统中也会出现对角磁不稳定性.
2006-01-26 cond-mat.supr-con hep-ph nucl-th