Planck Mass Charged Gravitino Dark Matter
Krzysztof A. Meissner, Hermann Nicolai
在我们早期预测分数电荷超大质量引力子的工作之后，我们解释了它们作为暗物质的新候选者的潜在相关性，并讨论了可能的签名和检测它们的方法。
Following up on our earlier work predicting fractionally charged supermassive gravitinos, we explain their potential relevance as novel candidates for Dark Matter and discuss possible signatures and ways to detect them.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Determination of the sensitivity of the DEAP-3600 experiment to supermassive charged gravitinos
研究Planck质量带电引力子暗物质在DEAP-3600实验中的探测可行性，分析其可能的信号事件拓扑结构。
Photon, Neutrino and Charged Particle Spectra from R-violating Gravitino Decays
我们研究了三线性算符明确破缺的超对称理论中引力子暗物质慢衰变的光子、中微子和带电粒子特征。光子和（反）费米子从圈和树的水平过程中产生的光谱具有独特的功能，如果观察到，可以提供关键的输入的引力子的可能质量和大小和味结构的R-违反运营商。在这个框架内，我们做了详细的比较，从PAMELA，ATIC和费米LAT最近的实验数据的理论预测。
Constraints on Gravitino Dark Matter Scenarios with Long-Lived Charged Sleptons
考虑到引力子是最轻的超对称粒子和带电的超对称粒子的情况下，我们讨论的引力子和NLSP超对称粒子的质量的宇宙学约束。提出的质量边界是至关重要的引力子暗物质的研究和潜在的引力子签名在未来的对撞机。
Inflation induced by Gravitino Condensation in Supergravity
我们讨论了在超引力中由于超对称性的动力学自发破缺而产生的超希格斯效应引起的暴胀相的出现，其中暴胀子的作用由引力子凝聚起。与普朗克卫星CMB数据兼容的现实模型被发现在共形超引力场景中，动力学引力子质量与普朗克质量相比很小，这可能是由适当大小的非平凡真空期望值引起的。
Cosmological Constraint on the Light Gravitino Mass from CMB Lensing and Cosmic Shear
质量为$\lesssim \mathcal{O} (10)$ eV的轻引力子在宇宙学中特别有意义，它提供了各种各样的重子生成场景，而不会受到宇宙学引力子问题的困扰。引力子可能对宇宙的总物质含量有相当大的贡献，并影响从早期到现在的结构形成。在早期宇宙中，引力伴子与其他粒子分离后，它们自由流动，从而抑制了（亚）星系长度尺度的密度波动。在相关长度尺度上的结构观测可以用来推断或限制轻引力子的质量和丰度。利用普朗克的宇宙微波背景辐射（CMB）透镜效应和加拿大-法国-夏威夷透镜巡天的宇宙剪切效应，结合对宇宙微波背景辐射各向异性和星系分布中的重子声学振荡特征的分析，导出了对轻引力子质量的限制条件.得到的引力子质量约束为$m_{3/2} < 4.7$ eV（95% C.L.），其实质上比来自Ly- $α$森林的聚类分析的先前约束更严格。
Gravitino dark matter in brane-world cosmology
研究了膜宇宙学中的引力子暗物质假说。理论框架是粒子物理的CMSSM和引力的RS II膜模型。我们发现引力子在宇宙中可以扮演暗物质的角色，并确定了不同五维普朗克质量下引力子的质量。对于后者，得到了一个上界。
Trans-Planckian Censorship and Inflation in Grand Unified Theories
最近提出的trans-Planckian censorship猜想（TCC）相当于声称暴胀能量标度大于Lambda_inf^max ~ 10^9 GeV的暴胀模型属于沼泽地，即，不能嵌入到量子引力的一致性理论中。在本文中，我们指出这个约束在D项混合暴胀（DHI）中可以很容易地得到满足，这是超对称大统一背景下的一个动机良好的暴胀场景。在DHI中，原初标量功率谱的振幅来源于统一标度sqrt{xi} ~ 10^16 GeV量级的费耶特-伊利奥普洛斯项。与此同时，变矩效应导致相应规范耦合常数的上限为g_max ~ 10^-14。我们能够证明，这一约束转化为m_3/2^max ~ 10 MeV的引力子质量的上限，这打开了暗物质是由热产生的引力子解释的可能性，如果再加热温度接近T_reh ~ 100 TeV。有趣的是，最近在一个模型中导出了一个有点类似的引力子质量范围，该模型旨在用轴子精髓解释暗能量，并通过衰变的引力子暗物质解决哈勃张力。
$α$-Attractors: Planck, LHC and Dark Energy
我们发展了暴胀和暗能量的四参数超引力模型，约束使得${δρ\over ρ}$，$n_s$和宇宙学常数$Λ$取它们已知的可观测值，但其中引力子的质量$m_{3/2}$和张量标量比$r$是自由参数。我们专注于广义宇宙学$α$吸引子模型，对数Kahler势，幂零Goldstino和自发破缺的超对称性de Sitter最小值。B模式的未来数据将指定参数$α$，测量Kahler流形的几何形状。这些模型通过不完全抵消普适的正戈德斯坦子和负引力子的贡献，支持了暗能量的弦景观概念。在我们的模型中，超对称破缺M的尺度与引力子的质量有关，是一个可控的参数，与暴胀尺度无关，它将受到LHC数据和未来对撞机能量前沿实验的约束。
Higgs Boson Decays into Light Gravitinos
我们研究了最小超对称标准模型中的中性和带电希格斯玻色子衰变为一个非常轻的引力伴子和一个中性伴子或荷伴子的过程。目前的实验限制已经暗示，较轻的标量希格斯玻色子只能有一个非常小的分支比进入这种模式。然而，如果引力子的质量低于$\sim 0.5$ eV，较重的中性带电希格斯玻色子玻色子衰变为引力子可能是重要的，甚至是占主导地位的。我们讨论了在未来的$e^+ e^-$对撞机上产生重CP偶态和CP奇态的相关信号，并对强子对撞机上产生希格斯玻色子进行了评论。
A stable supermassive charged gravitino?
本文基于超重、带 2e/3 分数电荷引力微子构成部分暗物质的假说，重新解释 MACRO 合作组舍弃的异常事例，指出其可能支持该假说，但仍需专门实验验证。
Constraining Light Gravitino Mass from Cosmic Microwave Background
我们研究了在未来的宇宙微波背景（CMB）观测中限制轻引力子质量m_{3/2}的可能性。质量m_{3/2} <O（10）eV的轻引力子模型是一个非常有趣的模型，因为它不受宇宙学引力子问题的影响，此外，它可以与许多重子生成/轻子生成的场景（如热轻子生成）相兼容。我们表明，CMB各向异性的透镜可以是一个很好的探针m_{3/2}，并获得预期的约束m_{3/2}从未来的CMB调查，如PolarBeaR和CMBpol实验的透镜电位的精确测量。如果引力子质量为m_{3/2} =1 eV，我们将得到引力子质量的约束为m_{3/2} < 3.2 eV（95% C. L.）对于Planck+PolarBeaR组合和m_{3/2} =1.04^{+0.22}-0.26} eV（68% C. L.）关于CMBpol贝叶斯模型的选择问题进行了讨论。
The Gravitino in Gaugino Mediation
我们证明了对于高吉诺介导的超对称破缺，引力子质量是有界的。对于统一尺度和由高维普朗克质量给出的截止阶的紧致维数的大小，我们发现$m_{3/2} \gtrsim 10 GeV$。在参数空间的大范围内，引力子是最轻的超粒子，而标量$\tildeτ$ -轻子是次轻的超粒子。
Detection of long-lived staus and gravitinos at the ILC
本文介绍了国际直线对撞机（ILC）在探测亚稳态$\stau$，精确测量其质量和寿命，以及从衰变$\stau\toτ\sG$中确定引力子$\sG$的质量等方面所具有的巨大潜力，从而为研究引力耦合和普朗克尺度提供了直接途径。
Constraining light gravitino mass with 21 cm line observation
利用SKA和Omniscope等21厘米谱线观测资料，研究了如何更好地约束轻引力子m_3/2的质量。质量为m_3/2 < O（10）eV的轻引力子模型是一个非常有趣的模型，因为它不受宇宙学引力子问题的影响，并且与许多重子生成和轻子生成的假设相一致。本文从21厘米谱线的观测结果出发，估计了轻引力子质量的约束条件，并指出这些观测结果对证明轻引力子质量是十分有用的。当引力子质量为m_3/2 = 1 eV时，用Planck + Simons Array + DESI（BAO）+ H_0计算，得到的1 σ误差分别为σ（m_3/2）= 0.25eV（SKA相1），0.16eV（SKA相2）和0.067eV（Omniscope）。此外，我们还讨论了轻引力子N_3/2的有效中微子种类数的变化对中微子种类数的可探测性，以及在有大质量中微子存在的情况下对轻引力子质量的限制。我们证明了21厘米谱线观测可以探测到N_3/2的非零值，并使我们能够区分轻引力子和重中微子的效应。
Revisiting gravitino dark matter in thermal leptogenesis
在本文中，我们重新审视引力子暗物质的情况下，存在的双线性$R$宇称破坏的相互作用。特别是，我们讨论了热leptogenesis的一致性。由于热稀薄发生所需的高再加热温度，引力子暗物质往往会过量产生，这给胶子质量带来了严格的上限。正如我们将要展示的，引力子暗物质方案的参数空间的很大一部分已经被排除在外，通过结合引力子丰度的约束和在LHC实验中搜索超粒子的零结果。特别是，在大型强子对撞机上寻找长寿命带电粒子时，几乎排除了带有Stau（和其他带电slepton）NLSP的模型，除非通过假设例如简并右手中微子质谱来降低所需的再加热温度。
Searching for supermassive charged gravitinos in underground experiments
本研究探索在地下实验（重点是JUNO实验）中寻找电荷量$O(1)$的稳定超大质量带电引力微子的方法，提出以直线上三次及以上关联核反冲作为特征信号，并给出了初步的事例率估算。
Prospects to study a long-lived charged next lightest supersymmetric particle at the LHC
如果标量τ $\stau$是下一个最轻的超对称粒子，并衰变成最轻的超对称粒子引力子（$\gravitino$），它通常会有很长的寿命。在本文中，我们调查的可能性，以研究衰变这样一个长寿的标量τ在大型强子对撞机。如果我们能在目前的LHC实验中增加额外的探测器，能够阻止Stau粒子并测量产生的衰变产物，就可以在LHC上精确地研究衰变特性。我们确定了一个最大的“塞子检测器”，可以添加在CMS洞穴，并估计灵敏度的寿命的stau和质量的引力子与此检测器。如果轴突$\axino$的衰变通道是开放的，标量tau的衰变可能会被显著修改。我们研究的可能性，以区分从衰变到引力子通过测量过程$\stau\to \axino (\gravitino) τγ$使用塞子检测器。
Saxion Cosmology for Thermalized Gravitino Dark Matter
在所有的超对称理论中，质量被普朗克尺度抑制的引力子是暗物质的明显候选者;但是如果引力子达到热平衡，这样的暗物质显然要么太丰富，要么太热，被排除在外。然而，在轴子理论中，一个轴子凝聚体是在宇宙历史的早期产生的，它的晚期衰变稀释了暗物质。我们表明，这种稀释允许先前热化的引力子占观察到的暗物质在非常宽的范围内的引力子质量，千电子伏< $m_{3/2}$ < TeV，轴子衰变常数，$10^9$ GeV < $f_a$ < $10^{16}$ GeV，和saxion质量，10兆电子伏< $m_s$ < 100 TeV。这个参数空间上的约束条件进行了研究，从BBN，超对称性破缺，引力子和轴子生产冻结和萨克逊衰变，并从轴子生产错位和参数共振机制。$(m_{3/2}, f_a, m_s)$的大的允许区域仍然存在，但是对于DFSZ和KSVZ理论是不同的。在对撞机上产生的超伴子可能会导致顶点位移和扭结的事件，并且可能包含衰变为$(WW,ZZ,hh), gg, γγ$或一对标准模型费米子的萨克斯子。冻结可能导致引力子暗物质的次主导暖成分，而萨克逊衰变为轴子可能导致暗辐射。
Supermassive charged gravitinos and the Lux-Zeplin event
针对Lux-Zeplin事件，提出用分数电荷超大质量引力微子替代WIMP解释，其大截面低通量特征与观测吻合，并可通过连续反冲区分两种假说。
Weighing the Light Gravitino Mass with Weak Lensing Surveys
我们将结合未来的宇宙学调查和对撞机实验来探索轻引力子质量m_{3/2}的发现潜力。前者探测宇宙物质密度场中轻引力子的印记，而后者则寻找超对称破缺机制的特征。轻引力子的自由流抑制了星系和亚星系尺度上的密度波动，在那里弱的引力透镜可以被用作强有力的探测器。我们进行数值模拟的结构形成量化的效果。然后，我们运行真实的引力透镜的光线跟踪模拟，以测量具有轻引力子的模型中的宇宙剪切。我们预测了未来可能达到的广泛领域调查的Fisher分析，轻引力子质量可以确定的精度为m_{3/2} =4 \pm 1 eV的超Suprime凸轮调查和宇宙微波背景各向异性数据的组合普朗克卫星。未来的大型综合巡天望远镜将获得的相应精度为δ m_{3/2} =0.6 eV。大型强子对撞机14 TeV的实验数据将在规范介导的超对称性破缺（GMSB）模型的最小框架中提供对m_{3/2} \simeq 5 eV的约束。我们的结论是，一个大类的GMSB模型可以通过结合宇宙学观测和对撞机实验进行测试。
Leptogenesis and Gravitino Dark Matter
我们研究了超粒子质谱的热稀薄发生的影响。如果最轻的超粒子是引力子，那么就可以得到一个一致的图像，引力子可能是冷暗物质的主要成分。在长寿命的带电标量轻子作为次轻超粒子的情况下，超引力可以在下一代对撞机LHC和ILC上进行测试。
The Gravitino-Stau Scenario after Catalyzed BBN
我们认为催化大爆炸核合成理论与引力子LSP和带电的slepton NLSP的影响。在引力子与高吉诺质量比从下有界的模型中，例如高吉诺介导的超对称破缺，我们导出了高吉诺质量参数m_1/2的下界。作为一个具体的例子，我们确定了与所有宇宙学约束相容的高吉诺中介的参数空间。
Gravitino production in the Randall-Sundrum II braneworld cosmology
膜世界对弗里德曼膨胀定律的修正可能对早期宇宙的宇宙学演化产生重要影响。特别是，原始粒子的丰度在很大程度上取决于宇宙早期膨胀的速率。在这篇文章中，我们研究了稳定和不稳定的引力子的产生，无论是从热创造和从一个重标量的衰变，在兰德尔-Sundrum II膜世界的背景下。我们的结论是，根据5D基本普朗克质量的值，一些通常的标准宇宙学约束的再加热温度和重标量的质量可以逃避。
Gravitino Dark Matter Scenarios with Massive Metastable Charged Sparticles at the LHC
我们研究了引力子暗物质（GDM）的超对称粒子质量的测量，其中次轻超对称伙伴（NLSP）是较轻的标量τ，或stau，并且在探测器的尺度上是稳定的。如此巨大的亚稳态带电粒子将具有独特的飞行时间（ToF）和能量损失（$dE/dx$）特征。我们总结了记录的精度预计可以实现与ATLAS探测器在测量的Stau质量和它的动量在LHC。然后，我们使用一个快速模拟的LHC探测器，以证明技术重建级联衰变的超对称粒子在GDM的情况下，使用参数化的检测器响应的Staus，Taus和喷流的基础上充分的模拟结果。超对称对产生事件的选择具有高冗余度和效率，并且可以从探测器中的STAU轨道开始进行许多有价值的测量。我们重新校准的动量的金牛座使用横向动量平衡，并使用运动学削减选择组合的Staus，金牛座，喷气机和轻子表现出峰值不变的质量，对应于各种较重的sparticle物种，与错误往往可比的喷气能量标度的不确定性。
Gravitino Dark Matter and Cosmological Constraints
引力子是冷暗物质很有希望的候选者。我们研究的情况下，引力子是最轻的超对称粒子和一个带电的slepton的次轻超对称粒子（NLSP）的宇宙学约束。我们通过计算NLSP slepton到引力子、相关轻子和夸克-反夸克对的四体衰变，得到了强子核合成边界的新结果。从观测到的暗物质密度的边界进行了改进，考虑到引力子从两个晚NLSP衰变和热散射在早期宇宙。我们研究了引力子暗物质目前的自由流速度和宇宙结构的观测和模拟的限制。假设NLSP slepton冻结了热丰度之前，他们的衰变，我们得到新的界限slepton和引力子的质量。宇宙学和对撞机现象的约束的影响进行了讨论，并从未来的实验中潜在的见解概述。我们提出了一套基准方案与引力子暗物质和长寿命的带电NLSP slepton和描述的大型强子对撞机和国际直线对撞机的前景。
Collider Signatures of Axino and Gravitino Dark Matter
轴伴子和引力伴子是最轻超对称粒子（LSP）的极弱相互作用候选者。我们证明了它们中的任何一个都可以提供适量的冷暗物质。假设一个带电的slepton是次轻的超对称粒子（NLSP），我们讨论如何NLSP衰变到轴子/引力子LSP可以提供证据，轴子/引力子暗物质在未来的对撞机。我们表明，这些NLSP衰变将使我们能够估计的Peccei-Quinn规模和axino质量的值，如果axino是LSP。在引力子LSP的情况下，我们说明，引力子质量可以确定。这对于深入了解超对称性破缺的机制至关重要，并可能导致普朗克尺度的微观测量。
Indirect searches for gravitino dark matter
在模型中的引力子与一个小的违反R-宇称是一个动机良好的衰变暗物质的候选人，导致宇宙学的情况下，是一致的大爆炸核合成和热leptogenesis。引力子的寿命在宇宙学上是长的，因为它的衰变被普朗克尺度和小的R宇称破坏参数所抑制。我们讨论了来自引力子暗物质衰变的不同宇宙射线种类的信号，即伽马射线、正电子、反质子、反氘子和中微子。与宇宙射线数据的比较可以用来约束模型的参数。
Cosmic Ray Signatures from Decaying Gravitino Dark Matter
研究了三线性R宇称破坏超对称情形下引力子暗物质慢衰变产生的带电宇宙射线。结果表明，LLE型算子可以很好地解释PAMELA，ATIC和Fermi LAT报道的宇宙线电子和正电子数据中最近的异常，而不违反任何其他界限。这一设想将很快通过费米LAT的扩散伽马射线发射数据进行检验。
$μ$-hybrid Inflation, Gravitino Dark Matter and Stochastic Gravitational Wave Background from Cosmic Strings
基于最小超对称标准模型的规范$U(1)_{B-L}$扩展，成功实现了超对称$μ$ -混合暴胀模型，其中软超对称破缺项起着重要作用.引力子暗物质成功的非热稀薄生成产生了$2 \times 10^{7} \lesssim T_R \lesssim 5 \times 10^{9}$ GeV范围内的再热温度。这对应于张量与标量比率的预测$2 \times 10^{-18} \lesssim r\lesssim 4 \times 10^{-13}$和标量谱指数运行的预测$-2 \times 10^{-6} \lesssim dn_s/d\ln k \lesssim -5 \times 10^{-11}$。$B-L$破坏尺度估计为$ 6 \times 10^{14}\lesssim M/ \text{GeV}\lesssim 10^{16}$，在普朗克2018年报告的标量光谱指数$n_s =0.9655$的中心值处计算。最后，在一个大统一理论设置的无量纲弦张力参数与亚稳态字符串是在$ 10^{-9} \lesssim Gμ_\text{cs} \lesssim 10^{-6}$的范围内对应的随机引力波背景躺在最近的NANOGrav 12.5年的数据的2 $σ$范围内。
Gravitino dark matter from increased thermal relic particles
我们在非标准宇宙学，特别是膜世界宇宙学的背景下，研究了所谓的超弱相互作用方案，其中引力子是最轻的超对称粒子。作为次超光速粒子的候选粒子，我们研究了超轻子和超中微子。膜世界的宇宙学效应极大地提高了slepton或sneutrino NLSP的残余密度，因此质量为100 GeV的NLSP可以通过其衰变提供正确丰度的引力子暗物质。我们发现，适当的五维普朗克质量，这种情况下可以实现一致的约束从大爆炸核合成（BBN）的NLSP候选人的slepton和sneutrino。slepton NLSP的BBN约束比sneutrino的BBN约束更严格，因此，slepton NLSP情形下的引力子必须是相当热的。由于膜世界的宇宙学效应，热散射产生的引力子的能量密度被高度抑制，可以忽略不计。
Signatures of supermassive charged gravitinos in liquid scintillator detectors
本文详细分析了JUNO和DUNE等探测器中稳定超大质量带电引力微子的特征，通过量子化学方法评估其对LAB的电子激发截面，模拟事件信号，结合粒子物理与量子化学，为探测提供依据。
Studying Very Light Gravitino at the ILC
本文研究了国际直线对撞机（ILC）实验中一个质量为${\cal O}(10)$ eV的稳定引力子信号。这种轻引力子通常在超对称性破缺的低尺度规范介导方案中被预言。我们特别关注的情况下，下一个最轻的超对称粒子是stau，它最终衰变为引力子和$τ$ -轻子。由于引力子质量如此之小，Stau的寿命为$10^{-15}$ -- $10^{-11}$ sec，产生的Stau在到达ILC内部探测器的第一层之前就衰变了。然而，它示出的寿命可以从分布的碰撞参量，这是通过观察由$τ$ -轻子的衰变产物所引起的带电径迹而获得的。这种测量也使我们能够估计引力子的质量，并确定超对称性破缺的尺度。在模拟研究的基础上，我们发现当寿命大于$\sim 10^{-14}$ sec，态质量约为100 GeV时，可以测量到寿命。
New Astrophysical Constraints on the Mass of the Superlight Gravitino
在某些超引力模型中，超轻引力伴子伴随着轻的弱耦合标量（S）和赝标量（P）粒子。这些粒子与物质的耦合与引力子质量和普朗克质量的乘积成反比。因此，它们从恒星和超新星中通过光子电子散射反应发射出来，在一定范围内的引力子质量可能成为主要的能量损失机制，这与观测结果相矛盾，从而排除了引力子的质量值。对于10 MeV和1 keV之间的标量和/或赝标量质量，SN 1987 A观测排除了0.03 eV至30 eV的引力子质量范围，而如果S/P质量小于1 keV，恒星能量损失的限制可以排除100 GeV光子质量范围为$3\times 10^{-6}$ eV至50 eV的引力子质量。我们还发现，S/P质量小于一个兆电子伏，大爆炸核合成的约束意味着引力子质量大于一个电子伏。这是迄今为止这类模型中引力子质量的最严格的界限。
Gravitino and Axino SuperWIMPs
其他超对称粒子衰变后期产生的引力伴子和轴伴子是暗物质的候选者，它们的实验证据与其他标准候选者非常不同，就像在类似的超对称模型中热产生的中性伴子一样。特别是，带电的slepton可能因为其寿命的长度而显得稳定。在大型强子对撞机（LHC）和未来的国际直线对撞机（ILC）上直接产生这样的粒子不仅可以给出超对称性的明确标志，而且也是暗物质的第一个非引力证据。
Implications of Catalyzed BBN in the CMSSM with Gravitino Dark Matter
我们研究了引力子暗物质的情形，在这种情形中，长寿命的带负电荷的粒子X^-与^4 He形成束缚态，从而催化了原初^6 Li的产生。在以态^-作为X^-的约束最小超对称标准模型（CMSSM）中，通过观测推断出的原始^6 Li丰度的界限，我们可以推导出标准宇宙学历史中高更诺质量参数的严格下限。这个极限可能对大型强子对撞机的超对称性搜索和膨胀后的再加热温度有严重的影响。
Dilatonic Inflation, Gravitino and Reheating in Modified Modular invariant Supergravity
提出了一种新的改进的弦模不变超引力模型，并将其应用于实现Einstein坐标系下的慢卷膨胀，从而很好地解释了WMAP观测。在模型中的参数取一定值时，估计了引力子质量及其从标量场产生的速率。本文讨论了七种参数选择的情况，其中一些例子表明了用LHC实验观测高吉诺的可能性，这将给暗物质的同一性提供一些线索。由玻尔兹曼方程的稳定性条件，利用介子$S$衰变为高吉诺的衰变率，估算出的再加热温度低于引力子的质量。因此，引力子的热再生不会发生。标量和张量功率谱之间的比率预计是几乎相同的七个案例中的研究，其值$r \sim 6.8 \times 10^{-2}$似乎在普朗克卫星可能观察到的范围内很快。我们将在这里描述的看似合理的暴胀超引力模型，将为在这个框架内构建一个现实的粒子和宇宙学理论（包括尚未发现的物体）带来希望。
New inflation in supergravity with a chaotic initial condition
我们提出了一个自洽的新的超引力暴胀的情况。混沌暴胀首先发生在普朗克尺度附近，这解决了寿命问题，即为什么宇宙可以在普朗克时间之外存在，并且也为新的暴胀提供了足够的初始条件。然后，新的暴胀持续足够长的时间来产生大尺度结构的原始波动，其通常具有倾斜的光谱，光谱指数为$n_{s} < 1$。暴胀子的连续衰变导致再加热温度足够低，以避免引力子质量范围内的引力子过量产生。
Supersymmetric Leptogenesis and the Gravitino Bound
具有等级右手中微子质谱的超对称热稀薄生成要求最轻的右手中微子的质量大于10^9 GeV。这与再加热温度的上限相冲突，该上限是通过强制在暴胀后的再加热阶段产生的引力子不会危及成功的核合成而发现的。在本文中，我们表明，这种紧张的解决方案实际上已经纳入框架，因为存在的超对称标量位的平坦方向。大量的右手中微子是有效地产生非热和观察到的重子不对称性可以解释，即使在重加热温度尊重引力子约束，如果两个条件得到满足：初始值的平坦方向必须接近普朗克值和相位相关的条款在平坦方向的潜力要么消失或足够小。
Dark radiation and dark matter in supersymmetric axion models with high reheating temperature
最近对宇宙微波背景、大尺度结构和大爆炸核合成（BBN）的研究显示出额外辐射的趋势。在超对称强子轴子模型的框架内，我们探讨了两个高再加热温度的情况下，可以解释一致的额外辐射和冷暗物质（CDM），后者驻留在引力子或轴子。在引力子CDM的情况下，来自热介子衰变的轴子在BBN之前已经提供了额外的辐射，而具有宇宙学所需的TeV尺度质量的轴子衰变可以产生额外的熵。在轴子CDM的情况下，宇宙学的约束是尊重轻eV尺度axino和弱尺度引力子衰变成轴子和axino。这些衰变导致后期额外的辐射，可以与早期的贡献共存。最近普朗克卫星探测到的结果是在晚些时候的额外辐射，因此这两种情况都有。进一步的测试是在ADMX上寻找轴子，在LHC上寻找超对称粒子。
Inflation, Gravitino and Reheating in Modified Modular invariant Supergravity
提出了一种新的改进的弦模不变超引力模型，并将其应用于实现Einstein坐标系下的慢滚暴胀。由于暴胀涉及普朗克尺度物理，因此暴胀子可能是暴胀子的有力候选者。该模型解决了稳定点势能的$η$ -问题和负能量问题，并成功地预测了暴胀时期的观测值。我们证明，该模型解释WMAP观测适当。此外，还研究了暴胀结束后的单边带和引力子产生机制。我们得到了密度扰动的功率谱为$\mathcal{P_R}_* \sim 2.438 \times 10^{-9}$，标量谱指数为$n_{s*}\sim 0.9746$，倾斜度为$α_{s*}\sim -4.3 \times 10^{-4}$。标量功率谱和张量之间的比值被预测为$r\sim 6.8 \times 10^{-2}$，这一预测似乎在普朗克卫星不久可能观测到的范围内。在模型参数一定的情况下，估计了引力子质量及其在标量场中的产生率。再加热温度由Boltzmann方程的稳定性条件估计，用S介子衰变为Gauginos的速率作为$T_R({\rm gaugino}) = 3.88 \times 10^{7} \,\, {\rm GeV}$。虽然这里只讨论了一个参数选择的例子，但作者已经找到了与WMAP数据兼容的其他七个候选参数选择。一些例子表明，高吉诺可以通过LHC实验观察到。我们在这里描述的貌似合理的暴胀超引力模型将为在这个框架内建立一个现实的粒子论和宇宙学…
Collider signatures of gravitino dark matter with a sneutrino NLSP
对于具有守恒R宇称和GeV质量的引力子暗物质，大爆炸核合成的非常强的约束排除了流行的NLSP候选者，如中性伴子和带电的slepton。因此，在这封信中，我们提请注意sneutrino NLSP的情况，这是自然实现的背景下，高吉诺调解。我们发现有趣的对撞机签名，其特征在于软射流或轻子由于小sneutrino-斯陶质量分裂。此外，最轻的中性伴子可以有可见的衰变为Staus，在参数空间的某些部分也可以衰变为电子子和太阳子。我们还显示了共湮灭效应的BBN约束的评价的重要性。
Gauge mediation without gravitino problem by virtue of the QCD anomaly
我们考虑了在Intriligator-Seiberg-Shih模型中，由Nambu-Goldstone玻色子转化而来的Peccei-Quinn荷电动力学超对称破缺（DSB）m_{3/2} =O（eV），可能成为暗物质的候选者，而QCD反常和相当大的μ值是自然产生的.我们还强调，而最小的DSB含量是足以产生观察到的质量最轻的希格斯玻色子玻色子，而不是可接受的软质量的超粒子在可观察的部门。
Upper Bound On Gluino Mass From Thermal Leptogenesis
热稀薄生成需要再加热温度$T_R \gsim 3\times 10^{9}$ GeV，这与最近获得的重力子质量为100 GeV-10 TeV的再加热温度$T_R \lsim 10^6$ GeV的约束相矛盾。这个严格的限制来自这样一个事实，即引力子的强子衰变非常有效地摧毁了大爆炸核合成产生的轻元素。然而，如果引力子是最轻的超对称粒子（LSP），则不适用。我们表明，这种解决方案的引力子问题的作品的情况下，下一个LSP是一个标量带电轻子或标量中微子。我们指出，存在一个上限的引力子质量为$m_{\rm gluino} \lsim 1.8$ TeV，使引力子的能量密度不超过所观察到的暗物质密度$Ω_{\rm DM}h^2\simeq 0.11$。
Charge Quantization and Neutrino Mass from Planck-scale SUSY
本文给出了标准模型（SM）粒子电荷量子化的可能性。如果一个整体对称性产生了一代的三个副本，而超对称性（SUSY）将希格斯玻色子玻色子与轻子联系起来，那么SM粒子的所有电荷都可以通过规范反常抵消而量子化。在实现这种可能性的极小模型中，需要普朗克尺度附近的引力子质量来通过（量子）超引力产生SM耦合。远低于普朗克尺度，SM作为有效理论获得。有趣的是，如果高志诺质量是通过反常介导产生的，那么其中一个中微子质量被预测在中微子振荡尺度附近。在该模型的扩展中，毫荷电粒子可以在不引入无质量隐藏光子的情况下存在。
Gravitino Dark Matter and Light Element Adundances
我们讨论的情况下，引力子是最轻的超对称粒子和长寿命的次轻粒子（NSP）是中性伴子或斯陶，带电的伙伴的τ轻子。在这种情况下，Staus与几个核形成束缚态，通过提高核速率来影响Li 6和Li 7的宇宙学丰度，否则会受到强烈抑制。我们认为，这些增强率的影响，最终产生的大爆炸核合成（BBN），包括注入电磁和强子能量的BBN期间和之后的丰度。结果表明，当Stau寿命大于10^3-10^4 s时，Li_6和Li_7的丰度将远远超过观测值所允许的范围。对于1000 s量级的较短寿命，似乎Stau束缚态效应可以从标准BBN值降低Li 7丰度，同时提高Li 6丰度，产生两个锂丰度与其平台值匹配的区域。
New inflation in supergravity after Planck and LHC
我们重新审视了基于离散R对称性的单场新暴胀模型。有趣的是，暴胀子动力学自然会导致质量为m_3/2 = O（1-100）TeV的重引力子，这与质量为mh = 126 GeV的标准模型希格斯玻色子相一致。然而，预测的光谱指数n_s = 0.94与普朗克的结果n_s = 0.9603 ± 0.073有矛盾。我们表明，在暴胀过程中，超势中允许一个小的常数项，可以增加谱指数。所需的常数大小接近成功膨胀的最大允许值，这可能是景观中朝向更大值的压力的结果。或者，这种常数项可能与超对称性破缺有关，而超对称性破缺是为了从暴胀子扇区中消除负的宇宙学常数。
Unstable Gravitino Dark Matter - Prospects for Indirect and Direct Detection
我们面对的信号预期从不稳定的引力子暗物质的观测间接暗物质探测实验在所有可能的宇宙射线通道。为了这个目的，我们详细计算的引力子衰变宽度的理论与双线性破坏的R宇称，特别是专注于衰变通道与三个粒子的最后状态。基于这些计算，我们预测了伽马射线，带电宇宙射线和中微子的通量预计从引力子暗物质衰变。虽然预测的光谱可以在原则上解释观测到的异常的宇宙射线正电子和电子通量的PAMELA和费米LAT测量，我们发现，这种可能性被排除了强烈的约束，从伽马射线和反质子观测。因此，我们采用目前的间接检测实验的数据，引力子的寿命和强度的R-宇称破坏放置强约束。此外，我们讨论了即将到来的搜索的宇宙射线反氘光谱中的引力子信号的前景，发现他们是特别敏感，而低的引力子质量。最后，我们详细讨论了从引力子暗物质衰变中探测中微子信号的前景，发现像IceCube这样的中微子望远镜的灵敏度与其他宇宙射线通道的观测结果相比具有竞争力，特别是对于相当重的引力子。此外，我们还讨论了通过核子的R宇称破坏非弹性散射直接探测引力子暗物质的前景。我们发现，虽然散射的截面是相当大的增强相比，弹性引力子散射的情况下，预期的信号是许多数量级太小，以希望在地下探测器的检测。
Dark Matter and Inflation in $R+ζR^{2}$ Supergravity
众所周知，包含在$R+ζR^{2}$（超）引力中的引力自由度导致了斯塔罗宾斯基势，在普朗克数据支持的暴胀宇宙学的单场设置中。在这封信中，我们将讨论这个模型的另一个有趣的方面，与引力子的产生有关，重点是相应的质谱。假设超对称性在很高的尺度上破缺，超重引力子暗物质（SHGDM）和Starobinsky的暴胀可以相干地统一在一个$R+ζR^{2}$超引力中。引力伴子被认为是超对称粒子（LSP），并且在暴胀期间非热产生，反过来又起源于具有Starobinsky势的标量。引力伴子的质量随暴胀子场而变化，因此出现了超重引力伴子的连续谱。该理论是实现与$U(1)_{R}$规范对称性。然而，在弦UV完备中，$U(1)_{R}$对称性可以被非微扰弦瞬子破缺，而为了我们的场景的一致性，$U(1)_{R}$规范对称性破缺必须被破缺，以便产生引力子和规范子的软质量项。R-奇偶破坏算子可以在非微扰水平上产生。在宇宙学时间尺度上，引力子可以衰变为高能中微子和光子，这对高能宇宙射线实验具有重要意义。
On the Feasibility of a Stop NLSP in Gravitino Dark Matter Scenarios
我们分析了较轻的停止{ \tilde t_1}可能是次轻的超对称粒子（NLSP）的模型中，引力子是最轻的超对称粒子（LSP）。我们没有发现任何可能性停止NLSP在约束MSSM与通用输入软超临界破碎质量在大统一体尺度（CMSSM），但发现小的允许区域的模型与非通用希格斯质量（NUHM）。讨论了终止强子的宇宙学演化。大多数{ \tilde t_1}qq“s重子”和相应的“反重子”与常规的反重子和重子一起湮灭，分别成为{ \tilde t_1}{ \bar q}“介子”和相应的“反介子”，这发生在早期宇宙的夸克-强子跃迁之后不久，大多数介子和反介子随后湮灭。结果，不足以维持亚稳态的带电终止强子来改变大爆炸的核合成。
Charged Planckian Interacting Dark Matter
冷暗物质（CDM）的极小模型是一种只有引力相互作用的非常大质量的粒子，也称为普朗克相互作用暗物质（PIDM）。在这里，我们考虑一个完整的$U(1)$规范对称性的PIDM框架的扩展下，PIDM是收费的，但仍然只引力耦合到标准模型（SM）。与“隐藏的带电暗物质“相反，带电的PIDM永远不会与SM达到热平衡。暗区是由重新加热时的引力相互作用引起的冻结而形成的。如果暗精细结构常数$α_D$大于约$10^{-3}$，则暗扇区在其自身内热化，并且通过在暗扇区中冻结而进一步修改PIDM丰度。有趣的是，与不带电的PIDM相比，这大大降低了最终丰度对再加热温度的依赖性。暗区的热化是由非弹性辐射过程驱动的，并受到Landau-Pomeranchuk-Migdal效应的影响。观察到的CDM丰度可以在从弱到GUT尺度的宽质量范围内获得，并且对于现象上有趣的耦合$α_D\sim 10^{-2}$。由于不同的热历史，带电的PIDM可以区分从“隐藏的带电暗物质“通过更精确的测量的中微子物种的有效数量$N_{\rm eff}$。
Messenger inflation in gauge mediation and superWIMP dark matter
我们讨论了一个新的暴胀模型在最小规范介导的超对称破缺情形下的唯象可行性。在这个模型中，宇宙暴胀是沿着信使超多重态在平坦方向上实现的，而一个天然的暗物质候选者是类双星中性伴子在后期的非平衡衰变产生的引力伴子，这被称为超级WIMP方案。产生的引力子是温暖的，可以有一个大的自由流长度，从而在小尺度结构形成的尖点异常可以减轻。我们表明，标准模型希格斯玻色子质量的要求是$m_{h^0}=125.1$ GeV给出了宇宙微波背景光谱和信使质量$M$之间的关系。我们发现，对于e折叠数$N_e=60$，普朗克2018约束（TT，TE，EE+lowE+透镜+BK 15 +BAO，68%置信水平）给出了$M > 3.64\times 10^7$ GeV。引力子暗物质质量为$m_{3/2} < 5.8$ GeV，超对称破缺标度$Λ$在$(1.28-1.33)\times 10^6$ GeV范围内。预计未来的CMB观测将对这些参数提供更严格的限制。
A Definitive Signal of Multiple Supersymmetry Breaking
如果最轻的可观测扇形超对称粒子（LOSP）是带电的，并且寿命很长，那么就有可能在LHC上间接测量普朗克质量，并提供一个壮观的超引力作为自然对称性的确认。不幸的是，这个提议只有在引力子足够重到可以在对撞机上测量的情况下才是可行的，而这个条件与大爆炸核合成（BBN）的限制直接冲突。在这项工作中，我们表明，BBN界可以自然地回避存在多个部门，独立打破超对称性，因为有一个新的衰变通道的LOSP的一个goldstino。参数空间的某些区域允许在LHC直接测量LOSP衰变到Goldstino和Gravitino。如果戈德斯坦子/引力子的质量比被测量为2，就像理论所建议的那样，那么这将为多重超对称破缺和螯合的存在提供戏剧性的验证。在这个框架内得到各种一致的宇宙学方案。特别地，如果施加R对称性，则规范-高吉诺-戈尔茨坦相互作用顶点可以被禁止。在这种情况下，没有约束的再加热温度从goldstino生产过剩，热leptogenesis可以容纳一致的引力子暗物质。
Right-handed sneutrino and gravitino multicomponent dark matter in light of neutrino detectors
本文研究NMSSM/MSSM中RH sneutrino NLSP与引力微子LSP构成的多组分暗物质，利用其衰变产生的单色中微子给出望远镜约束及质量、再加热温度下限。
Non-Universalities in Pure Gravity Mediation
最简单的纯引力中介模型只包含两个自由参数：引力子质量和\tan β。标量质量在某些高能重整化标度下是普适的，而高更诺质量是通过反常确定的，并取决于引力子质量和规范耦合。这个理论需要相对较大的引力子质量（m_{3/2} \gtrsim 300 TeV）和有限的\tan β \simeq 1.7- 2.5范围。在这里，我们推广的理论，允许在希格斯软质量的非普适性。这引入了零个、一个或两个与希格斯软质量相关的新自由参数。这种推广使我们能够大大增加\tan β中的允许范围，并使人们能够找到具有较低m_{3/2}的可行解。如果我们希望找到来自胶子的低能信号，后者是很重要的。这些非普适性的一些特殊情况暗示了希格斯玻色子玻色子是南武-戈德斯通玻色子或希格斯双重态的部分无标度结构。因此，我们探测签名在弱尺度和结构在大统一理论和/或普朗克尺度。
Neutrino Mass and Proton Decay in a ${U(1)}_R$ Symmetric Model
本文研究了超对称标准模型的${U(1)}_R$对称扩展，在可见扇区和隐扇区都有超对称破缺.具体来说，我们研究${U(1)}_R$打破引力子质量参数化的影响。一个特殊的$R$-电荷分配的右手中微子允许我们有中微子汤川耦合与$R$-带电的希格斯场，这发展了一个微小的真空期望值后，包括$U(1)_R$对称性破缺。即使在O（1）Yukawa耦合下，如果引力子质量很小，也可以产生适当大小的Dirac中微子质量，即$m_{3/2}=1\hbox{---}10\,\mathrm{eV}$。我们翻转的$R$-电荷分配也允许一种新型的五维算子，可以诱导质子衰变。事实证明，质子稳定性温和地限制了引力子质量的允许范围：比$10 \ \mathrm{keV}$重的引力子可以逃避质子衰变约束以及宇宙学约束。在这种情况下，最大的中微子汤川耦合与电子汤川耦合相当。我们还计算了赝goldsino的质量及其与中性伴子的混合，并简要讨论了它在宇宙学和Higgs现象学中的意义。
Baryon Asymmetry in Neutrino Mass Models with and without θ_13
本文考虑Dirac中微子质量矩阵的三对角形式，即下夸克（4，2）、上夸克（8，4）和带电轻子（6，2），比较研究了在有和没有θ 13的不同中微子质量模型中宇宙学重子不对称性.任何有θ_13的模式的预报在三个阶段都是一致的，其结果优于任何没有θ_13的模式的预报，后者与观测资料是零星一致的。对于最佳模型，即不含θ_13的荷电轻子（6，2）的正态层次Type-IA模型，产生重子不对称性所需的暴胀子质量为3.6 × 10 ~（10）GeV，对应的再加热温度TR为4.5 × 10 ~（10）GeV，而对于含θ_13的同一模型，暴胀子质量为2.24 × 10 ~（11）GeV，TR为4.865 × 10 ~（6）GeV，弱标度引力子质量为m（2/3）100 GeV，不会引起引力子问题。这些值适用于最近发现的质量为125 GeV的希格斯玻色子。重力子的残余丰度与热浴的再加热温度成正比。只有当再加热温度限制在10的7 GeV次方以下时，才能得到遗迹暗物质丰度的正确顺序。
Sweet Spot Supersymmetry
我们发现，在一类引力子质量为O（1）GeV的超对称理论中，不存在超对称味/CP问题、μ-问题、宇宙学模/引力子问题和四维/五维质子衰变问题.宇宙中大量的非热产生的引力子自然地解释了宇宙中的暗物质成分。超对称粒子的质量尺度和电弱尺度之间的一个温和的层次结构的预测，一致的零结果的搜索希格斯玻色子在LEP-II实验。强CP问题的关系得到解决。我们提出了一个参数化的模型的对撞机研究的目的。标量τ轻子是在参数空间理论上有利的区域中次轻的超对称粒子。标量τ的寿命为O（1000）秒，在对撞机实验中被认为是带电的稳定粒子。我们讨论的特征签名和策略，这类理论在LHC实验的确认。
Observable r, Gravitino Dark Matter, and Non-thermal Leptogenesis in No-Scale Supergravity
该论文在无尺度超引力 SU(5) 模型中研究移位混合暴胀，预言可观测的张标量比 r≈0.0015，并实现引力子暗物质与非热轻子生成，同时满足质子衰变约束。
Supergravity Models with 50-100 TeV Scalars, SUSY Discovery at the LHC and Gravitino Decay Constraints
我们调查的可能性，测试超引力统一模型的标量质量范围在50-100 TeV和更轻的高根质量在大型强子对撞机。分析是在模型产生与实验一致的希格斯玻色子玻色子质量和产生与WMAP和普朗克实验一致的暗物质的约束下进行的。超重力参数空间中的一组基准进行了研究，使用的信号区域的组合，优化的模型集。它被发现，一些模型的标量质量在50-100 TeV的质量范围是可验证的积分亮度低至100 fb $^{-1}$，并应在LHC运行II访问。其余的基准模型被发现可以用小于1000 fb的积分亮度的$^{-1}$进行验证，因此可以在LHC的高光度时代进行测试，即，在HL-LHC结果表明，标量质量在50-100 TeV的范围内，但质量低得多的高吉诺质量产生统一的规范耦合常数，符合实验数据在低尺度，具有良好的精度（有时甚至更好）的模型与低（$\mathcal{O}(1)$ TeV）弱尺度超对称性。研究了超引力模型基准中引力伴子的衰变，结果表明它们在大爆炸核合成（BBN）之前衰变。进一步，我们研究了引力子衰变产生的中性伴子的非热效应，发现在膨胀到$10^9$ GeV的再热温度下，相对于中性伴子的热效应，非热效应对暗物质遗迹密度的贡献可以忽略不计.本文还讨论了高标量质量SUGRA模型直接探测暗物质的分析。
Bound-State Effects on Light-Element Abundances in Gravitino Dark Matter Scenarios
如果引力子是最轻的超对称粒子，而寿命最长的次轻粒子（NSP）是τ轻子的带电伙伴，那么它可能是亚稳态的，并与几个核形成束缚态。这些束缚态可能会影响Li 6和Li 7的宇宙学丰度，通过提高核速率，否则将被强烈抑制。我们认为，这些增强率的影响，最终产生的大爆炸核合成（BBN），包括注入电磁和强子能量的BBN期间和之后的丰度。我们计算了中性伴子和Stau NSP的主要两体和三体衰变，并使用PYTHIA事件发生器和级联方程模型的电磁和强子衰变产物。一般来说，束缚态的引入使轻元素丰度进一步偏离其观测值;然而，对于参数空间的小区域，束缚态效应可以使锂丰度特别与观测值更好地一致。我们发现，在寿命大于10^3-10^4 s的NSP状态的区域，Li 6和Li 7的丰度远远超过观测所允许的丰度。对于较短的寿命为1000秒，我们评论的可能性，在最小的超对称和超重力模型，Stau衰变可以减少锂7丰度从标准BBN值，而在同一时间提高锂6丰度。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。