Probing High Scale Dirac Leptogenesis via Gravitational Waves from Domain Walls
我们提出了一种新的方法来探测高尺度狄拉克轻子生成，这是一种可行的替代经典轻子生成的方案，其中轻子总数守恒，保持轻标准模型（SM）中微子纯狄拉克。产生轻狄拉克中微子的最简单的可能的跷跷板机制涉及重的单重狄拉克费米子和单重标量。除了不可破缺的整体轻子数外，还引入了离散的$Z_2$对称性，以阻止轻狄拉克中微子左右手征部分之间的直接耦合.产生轻狄拉克中微子质量需要单重标量获得真空期望值（VEV），这也打破了$Z_2$对称性，导致早期宇宙中畴壁的形成。这些壁，如果通过引入软$Z_2$破缺项而变得不稳定，则产生引力波（GW），其谱的特征在于壁张力或单线态VEV和软对称破缺标度。leptogenesis的规模取决于$Z_2$断裂的单重态VEV，这也是负责的域壁的张力，影响从塌陷壁产生的GW的幅度。我们发现，在不久的将来，大多数GW天文台将能够探测狄拉克leptogenesis规模一直到$10^{11}$ GeV。
2022-06-29 astro-ph.CO hep-ph
Baryon and lepton numbers in two scenarios of leptogenesis
本文讨论了狄拉克中微子和马约拉纳中微子情形下的轻子数和重子数。结果表明，尽管狄拉克费米子和马约拉纳费米子有很大的不同的功能，这两种方案产生相同的关系之间的初始轻子和最终重子的不对称性。此外，在狄拉克中微子的情况下，右手中微子对相对论自由度的有效数量的影响很小，由BBN约束。因此，从宇宙学的观点来看，这两种情况是相似的。在热平衡下，左手费米子的3B+L和为零。
2006-01-20 hep-ph
Probing Physics Beyond the Standard Model: Limits from BBN and the CMB Independently and Combined
我们提出了新的大爆炸核合成（BBN）的宇宙膨胀率或相对论能量密度的限制，量化通过数量$N_ν$等效中微子物种。我们使用最新的轻元素观测，中子平均寿命，并更新我们的核率$d+d \rightarrow He3 + n$和$d+d \rightarrow H3 + p$的评估。将这个结果与来自宇宙微波背景辐射（CMB）的独立约束相结合，对在宇宙核合成之前扰动$N_ν$和$η$的新物理学产生了严格的限制：BBN+CMB联合分析给出了$N_ν= 2.898 \pm 0.141$，导致了在$2σ$处的$N_ν< 3.180$。我们将这些限制应用于各种新的物理场景，包括右手中微子，暗辐射和随机引力波背景。我们还寻找潜在的限制{ \em变化}在$N_ν$和/或重子光子比$η$之间的两个时代。目前的数据放置在BBN和CMB去耦之间的$N_ν$的允许变化的强约束，例如，我们发现$-0.708 < N_ν^{\rm CMB}-N_ν^{\rm BBN} < 0.328$的情况下，$η$和原始氦的质量分数$Y_p$是不变的两个时代之间，我们也给在$η$或$(η,N_ν)$联合允许的变化的限制。展望未来，我们预测了由CMB第4阶段测量以及天文\he 4测量的改进所引起的$N_ν$的精度提高。我们发现CMB-S4与现有的BBN和轻元素观测精度相结合可以给出$σ(N_ν) \simeq 0.03$。这样的未来…
2022-10-31 astro-ph.CO hep-ph
Probing leptogenesis and the minimal neutrino seesaw mechanism through gravitational waves
Jeonbuk National University（全北国立大学）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
该研究提出早期宇宙轻子生成（重右手中微子衰变时发生）产生的引力波，可作为探测轻子生成机制及验证重跷跷板态存在的工具，助力探究宇宙重子不对称性与中微子质量起源。
2026-08-28 hep-ph
Probing reheating temperature of the universe with gravitational wave background
大爆炸核合成（BBN）后宇宙的热历史在理论和观测上都得到了很好的理解，最近的宇宙学观测也开始揭示暴胀动力学。然而，通货膨胀和BBN之间的时代几乎不为人所知。在本文中，我们表明，检测的随机引力波背景约1赫兹提供有用的信息，热历史以及之前的BBN。特别是，如果宇宙的再加热温度在10^{6-9} GeV左右，那么宇宙的再加热温度可以通过未来的空间激光干涉仪实验（如DECIGO和/或BBO）来确定，这取决于张量与标量的比值$r$和稀释因子$F$。
2008-06-22 astro-ph gr-qc hep-ph
Probing Leptogenesis at Future Colliders
我们调查的问题是否leptogenesis，作为一种解释宇宙的重子不对称性的机制，可以在未来的对撞机进行测试。针对两个右手中微子的最小情况，我们确定了允许的参数空间，成功leptogenesis之间的$5$和$50$ GeV的重中微子质量范围。我们的计算包括了重中微子振荡对轻子味破坏的贡献以及希格斯衰变对重子不对称性的轻子数破坏的贡献。我们面对这个参数空间区域的重中微子的发现潜力在未来的轻子对撞机，这可以是非常敏感的，在这个质量范围内通过位移顶点搜索。除了重中微子的发现，我们研究的精度，可以测量的味道依赖的活性无菌混合角。在未来的对撞机上测量这些混合角可以测试最小的I型跷跷板机制是否是轻中微子质量的起源，它可以是探索轻中微子生成作为重子生成机制的第一步。我们将讨论如何通过额外测量重中微子质量差来实现更强的测试。
2018-10-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Probing lepton flavor violation with nonzero $U_{e3}$ and leptogenesis through $A_4$ symmetry breaking
在辐射跷跷板模型中，利用三双峰混合（TBM）角的偏差和最近的精确振荡数据，研究了通过$A_4$味对称破缺实现轻子生成的轻子味破坏（LFV）与反应堆角$θ_{13}$、LHC/暗物质（DM）信号的关系.要做到这一点，我们认为轻中微子的正常质谱给出一个成功的leptogenesis在电弱（EW）规模或更多的一个相对较大的$\sinθ_{13}\simeq{\cal O}(0.1)$，其中一个成功的leptogenesis需要LHC/DM信号$m_{-}\lesssim$几千电子伏在我们的情况下，我们表明，测量的$τ\rightarrowμγ$强烈依赖于$m_{-}$和leptogenesis规模。特别是，我们表明，$μ\rightarrow eγ$和$μ-e$转换成正比的$θ_{13}$的值，和测量的$μ\rightarrow eγ$（和/或$μ-e$转换）和$θ_{13}$可以给出一个成功的leptogenesis预测$τ\rightarrowμγ$。
2010-06-15 hep-ph
Probing flavored regimes of leptogenesis with gravitational waves from cosmic strings
本文首次提出利用宇宙弦辐射引力波的谱特征检验高尺度轻子生成的不同味区，前提是右手中微子质量标量场与希格斯弱耦合，还构建了无需约束味结构即可检验味区差异的框架并给出未来可检验的引力波窗口。
2025-02-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Probing the Seesaw Mechanism and Leptogenesis with the International Linear Collider
我们研究了国际直线对撞机（ILC）在最小跷跷板模型下探测中微子质量产生和轻中子生成机制的潜力。我们的结果也可以用来作为一个紧凑的线性对撞机（CLIC）的潜力估计。我们发现，同时解释这两个，观察到的轻中微子振荡和重子不对称的宇宙，可以发现在ILC位移顶点搜索的重不育中微子。我们进一步研究的精度，在该风味依赖的活性无菌混合角可以测量。测量这些混合角的比值，以及可能的重中微子质量分裂的比值，可以检验最小I型跷跷板模型是否是轻中微子质量的起源，并且它可以是探索轻中微子生成作为重子生成机制的第一步。我们的研究结果表明，ILC可以作为一个发现机器的新物理学弱耦合部门，可以解决粒子物理学和宇宙学的基本问题。
2018-01-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Gravitino dark matter and the lithium primordial abundance within a pre-BBN modified expansion
我们提出了超对称的情况下，在一个非标准模型的宇宙学与暗组件在前BBN时代的引力子LSP和Stau NLSP。在宇宙学标准模型的背景下，引力子LSP引起了相当多的关注，因为它是暗物质的一个很好的候选者。它产生于膨胀后再加热时的散射过程和状态的衰变。由于寿命很长，Stau在大爆炸核合成过程中衰变。它受到轻元素丰度的强烈限制，但可以解决已知的“BBN锂问题”。它需要相当大的状态$\mstau \gtrsim 1 \unit{TeV}$，并对再加热温度$T_R \simeq 10^7\unit{GeV}$设定上限，这不满足热稀薄生成的要求。对于非标准宇宙学的情况下，再加热温度约束可以强烈放松$T_R\gg 10^9 \unit{GeV}$和锂-7的问题解决了一个典型的质量为$\mstau \sim 600-700 \unit{GeV}$和下到$\sim 400 \unit{GeV}$与一个非常重要的黑暗的组成部分，可以使可能的生产和检测在大型强子对撞机。
2011-03-23 astro-ph.CO hep-ph
Probing Leptogenesis
本章的重点在于可能的实验测试leptogenesis的场景。我们认为这两个leptogenesis产生的振荡，以及leptogenesis从平衡衰变。由于阿赫梅多夫-鲁巴科夫-斯米尔诺夫（ARS）机制允许在GeV范围内的重中微子，这开辟了大量可能的实验测试，例如中微子振荡实验，无中微子双β衰变，以及在未来设施中直接寻找中性重轻子。相比之下，从非平衡衰变中测试瘦生是一项相当困难的任务。我们评论的必要条件，成功leptogenesis在TeV级。我们进一步讨论了可能的实现和他们的模型特定的可测性扩展的跷跷板模型，模型与扩展规范部门，超对称leptogenesis。由于无法直接测试大规模的leptogenesis，我们提出了一种方法来伪造这样的场景，专注于他们的冲洗过程。这是专门讨论的左-右对称模型和重$W_R$的观察，以及模型独立测量时，$ΔL = 2$冲洗过程中的LHC或中微子双β衰变。
2017-11-08 hep-ph
Reconciling thermal leptogenesis with the gravitino problem in SUSY models with mixed axion/axino dark matter
成功实现热稀薄生成需要再加热温度T_R \agt 2 \times 10^9 GeV，这显然与具有TeV尺度引力子的超对称模型相冲突，后者需要更低的T_R以避免大爆炸核合成（BBN）约束。我们发现，混合轴子/轴子暗物质可以在m_{\tG} \agt为30 TeV、具有相当高的Peccei-Quinn破缺标度和初始失准角θ i < 1的模型中协调热稀薄生成和引力子问题.我们计算了轴子和轴子暗物质生产从四个来源，并施加BBN约束的长寿命引力子和中性子。此外，我们讨论了几个超对称模型，自然有几十TeV的数量级的引力子质量。我们发现，在汤川统一超对称性和AMSB与一个葡萄酒般的最轻的neutralino难以调和。然而，T_R \sim 10^{10}-10 12} GeV可以很容易地在有效超对称性和基于混合模异常调解的模型中实现。这种情况的后果包括：1.大型强子对撞机超对称性的发现应该与具有大引力子质量的超对称性模型相一致。表观中性伴子残余丰度Ω_{ \tz_1 }h^2 \alt 1，3.不应发现WIMP直接或间接检测信号，以及4.轴子质量应小于\sim 10^{-6} eV，略低于微波腔轴子探测实验探索的常规范围。
2010-12-07 astro-ph.HE hep-ph
Boiling away asymmetries: low-scale phase transitions, gravitational waves and leptogenesis
Università di Bologna（博洛尼亚大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；INFN, Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼部分所）
研究通过分析低尺度相变、引力波背景和轻子生成之间的关联，揭示了熵稀释对轻子生成参数空间的影响，并建立了现象学联系。
2025-12-19 astro-ph.CO hep-ph
Heavy neutral leptons beyond the BBN bound: probing the lepton asymmetry of the Universe
Tohoku University（东北大学）；The University of Tokyo（东京大学）；CERN（欧洲核子研究中心）；Instituto de Física Teórica UAM-CSIC（马德里自治大学-西班牙高等科学研究所理论物理研究所）
本研究提出大轻子味不对称场景，使重中性轻子规避BBN限制，开辟新参数空间，SHiP或可探测，结合BBN与CMB可确定原初味不对称的剩余方向。
2026-08-26 astro-ph.CO hep-ph
Forensic Cosmology: Probing Baryons and Neutrinos With BBN and the CBR
在宇宙演化的前20分钟，由大爆炸核合成（BBN）产生的轻核素的原始丰度对重子的普遍密度和早期宇宙的膨胀率很敏感。例如，虽然氘是一个很好的气压计，氦-4提供了一个准确的计时器。大约40万年后，当宇宙背景辐射（CBR）从质子和电子的电离等离子体中释放出来时，温度波动的光谱也取决于（除其他参数外）重子密度和相对论性粒子的密度。BBN和CBR所施加的约束之间的比较揭示了宇宙在其演化过程中两个相距甚远的时期的惊人一致的图像。结合这两个探针导致目前的重子密度的新的估计和粒子物理学的标准模型以外的可能的物理更严格的限制。在这篇评论中，这些互补的探针的普遍重子密度和早期宇宙膨胀率之间的一致性被利用，以提供新的约束遗迹中微子和反中微子之间的任何不对称性（中微子简并）。
2003-09-30 astro-ph hep-ph
Probing Unification Scenarios with Big Bang Nucleosynthesis
Universidade de Lisboa（里斯本大学）；Centro de Astrofísica da Universidade do Porto（波尔图大学天体物理中心）；Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto（波尔图大学天体物理学与空间科学研究所）
本文扩展了BBN代码PRyMordial，用于约束广义统一理论，通过分析基本耦合的变化对精细结构常数α的约束，探讨了引力耦合变化的不同情景。
2026-04-06 astro-ph.CO hep-ph
Probing thermal leptogenesis and dark matter through primordial gravitational waves from a supercooled universe
本文在经典共形U(1)_{B-L}标准模型扩展框架下，研究过冷一阶相变的宇宙学效应，提出可通过其产生的经早期物质主导修正的原初引力波，同时探测热轻子生成机制与非热暗物质起源。
2025-11-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
TeV Scale Leptogenesis with Dark Matter in Non-standard Cosmology
我们研究了早期宇宙中的非标准宇宙学时期对通过稀薄生成和暗物质丰度产生重子不对称性的影响。我们考虑两种不同的非标准时期：一个标量场的行为像无压物质占主导地位的早期宇宙，被称为早期物质支配（EMD）的情况下，而在第二种情况下，宇宙的能量密度是由一个组件，其能量密度红移快于辐射，被称为快速膨胀宇宙（FEU）的情况。在这两种情况下，当大爆炸核合成（BBN）时期再现辐射主导宇宙时，重子不对称性的产生和暗物质遗迹等高尺度现象受到显著影响。采用一个最小的粒子物理框架称为暗生模型，产生轻中微子质量在一个循环的水平，我们发现，在一个特定的实现EMD的情况下，leptogenesis的规模可以低于在一个标准的宇宙学场景。另一方面，其他非标准的宇宙学方案，可以从成功的低尺度leptogenesis和产生正确的暗物质丰度的要求同时限制。这样一个低尺度的方案不仅给出了一个统一的图像重子不对称性，暗物质和中微子质量的起源，但也开辟了有趣的实验检测的可能性。
2020-03-26 astro-ph.CO hep-ph
Probing Right Handed Neutrino assisted Reheating with Gravitational Waves and Leptogenesis
Chung-Ang University（中央大学）；Zewail City of Science and Technology（泽维尔科学技术城）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
该研究探讨了通过引力波和重子不对称性生成机制，揭示右旋中微子辅助的非即时再加热过程中的宇宙学动态。
2025-12-31 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Probing pre-BBN era with Scale Invariant FIMP
通过冻结探测暗物质遗迹在实验室中是困难的，因为所涉及的耦合很小。然而，在大爆炸核合成（BBN）之前，宇宙的非标准宇宙学历史可以极大地改变这种情况。在这种情况下，我们研究冻结生产的暗物质在经典尺度不变的$U(1)_X$规范扩展的标准模型（SM），最近被称为\textit{Scale Invariant FIMP Miracle}。我们假设在宇宙早期，一个额外的物种主导着宇宙的能量密度，导致在给定温度下的膨胀率大于标准辐射主导的情况。我们发现，\textit{out-of-equilibrium}散射过程涉及的热浴中的颗粒导致显着抑制DM生产在这个时代，从而提高可见光和黑暗的部门之间的耦合（由几个数量级），以满足所观察到的DM丰度，并提高冻结的检测前景反过来。基础理论的标度不变性在模型中只留下四个自由参数：DM质量$m_X$，规范耦合$g_X$，从早期标量主导到辐射主导的转变温度$T_R$和这个温度的幂律依赖性$n$。我们表明，在这个最小的设置，像FASER，MATHUSLA，沙丘，SHiP实验将探测各种宇宙学模型取决于选择的$\{n,\,T_R\}$，也满足普朗克观察到的遗物密度约束。此外，由于存在天然轻标量介体，在XENON 1 T、PandaX-4 T或XENONnT处直接检测DM变得与希格斯标量混合$\sinθ\simeq\{10^{-5}-10^{-3}\}$相关，从而为冻结…
2022-10-14 hep-ph
Probing Supersymmetric Leptogenesis with mu --> e gamma
用三个右手中微子超场扩展最小超对称标准模型是物理学超越标准模型的最佳动机之一。然而，很少有人知道从观察这个模型的高能量参数。在本文中，我们表明，在合理的假设下，中微子Yukawa本征值是分层的和取消的情况下，存在一个上限的最小Yukawa本征值源于罕见的轻子衰变μ-> e γ的非观测。此外，我们还指出，对于典型的超对称参数，这一界限意味着最轻右手中微子质量的上限约为5 × 10^12 GeV。我们还讨论了最轻的右手中微子的衰变的基础上的最小leptogenesis方案的上限的影响，我们认为，六个数量级的灵敏度的改进的过程μ-> e γ可以排除这种机制作为观察到的重子不对称性的起源，除非中微子参数采取非常具体的值。
2009-09-08 hep-ph
Probing dark photons in the early universe with big bang nucleosynthesis
我们计算了早期宇宙中暗光子质量范围和真空与标准模型光子耦合时暗光子的产生和衰变。同时，自洽与暗光子的产生和衰变，我们的计算包括弱去耦和大爆炸核合成（BBN）物理的完整治疗。这些计算包含了所有相关的弱、电磁和强核反应，包括电荷变化（同位旋变化）轻子俘获和衰变过程。它们揭示了暗光子的产生、衰变和相关的熵的非平衡输运到退耦中微子海中的丰富的相互作用。最重要的是，我们模拟的自洽性质使我们能够捕获熵注入和稀释的大小和相位。熵注入引起的时间-温度-标度因子关系在弱退耦和BBN期间的改变导致轻元素丰度产额和总辐射含量的变化（由$N_{\rm eff}$参数化）。这些变化表明了扩展先前暗光子BBN约束的方法。然而，我们的计算还确定了暗光子质量和耦合的范围尚未受到限制，但也许可以访问和可能的，在未来的阶段4宇宙微波背景实验和未来的高精度原始氘丰度测量。
2020-11-05 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Waves-Tomography of Low-Scale-Leptogenesis
尽管长寿命标量场（$Φ$）具有很大的真空期望值$v_Φ$，但它与右手中微子（$N_{Ri}$）的耦合很弱，在低尺度轻子生成（LSL）机制中产生的右手中微子质量（$M_i$）很小。在这种情况下，由$M_i$共享的相关性和由$Φ$驱动的非标准宇宙历史的持续时间提供了一个极好的机会来研究原始引力波（GW）上的LSL签名。我们发现它很吸引人，特别是对于引力波，它起源于暴胀的蓝倾斜张量功率谱，并通过非标准的宇宙时代传播。根据$M_i$，广义上讲，这种情况有两个重要的后果。首先，如果LSL在起作用，具有相当大的蓝色倾斜的GWs并不与大爆炸核合成（BBN）相矛盾，即使是对具有非常高尺度再加热的后暴胀模型也是如此。其次，它开辟了一种可能性，通过一个低频和一个互补的高频率测量的GW光谱形状，这通常是双峰探测LSL。对于一个案例研究，我们认为最近的结果GWs从脉冲星定时阵列（PTAs）作为一个“测量”在低频率和预测的签名LSL机制在较高的频率。
2022-11-17 astro-ph.CO hep-ph
Probing Type II Seesaw Leptogenesis Through Lepton Flavor Violation
本研究通过轻子味破坏过程探测II型跷跷板轻子生成，利用当前和未来实验数据约束参数空间，揭示中微子质量、重子不对称与暴胀间的联系。
2025-01-21 hep-ph
Probing Resonant Leptogenesis at the LHC
我们探索直接对撞机探针的共振leptogenesis机制的起源问题。我们的工作理论的背景下，标准模型扩展到包括一个额外的规范U（1）对称性破缺在TeV的规模，其中轻中微子获得质量通过I型跷跷板在这个规模。产生所观察到的物质-反物质不对称性的CP不对称性，表现在正负同号双轻子N（\ell^+ \ell^+）-N（\ell^- \ell^-）的数目之差上，它们是在新Z'规范玻色子衰变为两个右手中微子N和它们随后衰变为轻子的过程中产生的。在这类模型中，共振瘦生的效率相对较低，这意味着CP不对称性ε需要相当大，即一阶。特别是，从宇宙的重子不对称性的符号，\emph{an excess of antileptons is predicted}。我们确定了M_{Z'} -M_N空间中可以进行这种直接检验的区域，发现在300 fb^{-1}的数据下，没有发现多余的数据，LHC可以将$2σ$排除极限ε \lesssim设置为0.22。
2010-09-23 hep-ph
The First Particles
本文综述宇宙暴胀后至大爆炸核合成期间首批粒子的产生，聚焦再加热、电弱重子生成与轻子生成机制，以解释物质-反物质不对称和暗物质起源。
2025-01-26 hep-ph
Gravitino Production in the Early Universe and Its Implications to Particle Cosmology
讨论了不稳定引力子对大爆炸核合成（BBN）的影响及其对粒子宇宙学的意义。当引力子质量小于\sim 20 TeV时，引力子的寿命将超过\sim 1秒，其衰变可能破坏标准BBN的成功.为了避免这样的问题，获得了膨胀后再加热温度的上限，其可以低至\sim 10^{5-6} GeV。对于这样低的再加热温度下的重子生成，基于超对称性破缺的大截止超引力（LCSUGRA）假设，提出了一个一致的方案，即引力子和sfermion的质量达到\sim O（1-10 TeV）。在LCSUGRA中，非热的轻子生成可以产生足够大的重子不对称性。我们还看到，在LCSUGRA的情况下，最轻的超粒子的遗迹密度变得与WMAP值的暗物质密度在成功的非热leptogenesis所需的参数区域一致。在这种情况下，暗物质密度可以用未来的e^+e^-线性对撞机来重建。
2005-09-13 hep-ph
Tomography of flavoured leptogenesis with primordial blue gravitational waves
该研究探讨右手性中微子质量驱动早期物质主导时期的场景，指出蓝引力波可在多频段探测，三味轻子生成区印记更显著，还将现有限制转化为参数约束，并分析未来探测器区分味区的能力。
2024-11-28 astro-ph.CO hep-ph
Probing Non-Holomorphic Modular $A_4$ Double Seesaw: Signatures in Neutrino Oscillation Experiments and Implications for Leptogenesis
Indian Institute of Technology Bhilai（印度理工学院比莱分校）；Ruđer Bošković Institute（鲁德·博什科维奇研究所）；Vellore Institute of Technology（韦洛尔理工大学）
该研究在非全纯模A₄框架内实现双 seesaw 机制，结合中微子振荡数据约束参数，其预测可在DUNE等实验检验，还能为热轻子生成提供可行方案。
2026-08-28 hep-ph
Leptogenesis and the Small-Angle MSW Solution
在重马约拉纳中微子的非平衡衰变中产生的轻子不对称性，在经过快速反常电弱反应处理时，可以产生宇宙学重子不对称性。在本工作中，我在下列假设下考察了这个过程：（1）最大nu_mu/nu_tau混合（2）分级质谱m_3 >> m_2（3）太阳中微子亏损的小角MSW解。在带电轻子和重中微子质量矩阵为对角矩阵的情况下，我们得到了重Majorana质量M_i的如下界：（a）对于对称Dirac中微子质量矩阵（无其它约束），当min（M_2，M_3）> 10^{11} GeV时，可以得到与BBN约束相容的非对称性;（b）如果狄拉克矩阵元素中的{ \em any}为零，那么只要选择低至10^{9} GeV的几倍的min（M_2，M_3），就可以实现成功的重子生成。后者与亚TeV引力子质量的超对称宇宙学的再热要求是相容的。
2000-01-27 hep-ph
Gravitational wave signatures of dark sector portal leptogenesis
本研究探讨通过暗扇区辅助的一阶电弱相变产生的随机重力波来探测轻子生成，新耦合增强CP不对称性，实现TeV尺度轻子生成，并有望被LISA等实验观测。
2025-04-20 astro-ph.CO hep-ph
Probing Grand Unification Through Neutrino Oscillations, Leptogenesis, and Proton Decay
支持超对称大统一的证据包括基于观测到的族多重态结构、规范耦合统一、中微子振荡、重子生成以及夸克轻子质量和混合的某些有趣特征。有人认为，试图理解（a）微小的中微子质量（特别是Δ m^2（nu_2 -nu_3）），（b）宇宙的重子不对称性（c）观察到的费米子质量特征，如m_b/m_tau比值、V_c b的小值和theta_{nu_mu-nu_tau}的极大值，似乎选择了基于有效弦统一G（224）= SU（2）_L x SU（2）_R x SU（4）^c或SO（10）-对称性的更高统一的路线，在4D中操作，而不是其他替代方案。基于具有超对称性的有效SO（10）或G（224）对称性，提出了一个预测框架，成功地描述了包括中微子在内的所有费米子的质量和混合。它还通过利用瘦生过程解释了观察到的宇宙重子不对称性，这是这个框架的自然现象。有人认为，在SO（10）/G（224）框架内，质子寿命的保守上限是（1/3-2）× 10^34年，这是迄今为止最成功的。这反过来又有力地表明，电流灵敏度提高5到10倍（与SuperK相比）应该可以揭示质子衰变。这一预测的下一代核子衰变和中微子探测器的影响。
2003-06-13 hep-ph hep-th
Multi-peaked high-frequency gravitational waves from PBH-assisted leptogenesis
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
研究原初黑洞蒸发产生重右手中微子实现非热轻子生成，并产生多峰高频引力波，峰值频率在MHz-EHz范围。
2026-06-24 astro-ph.CO hep-ph
Probing The Universe With Neutrinos At 20 Minutes And 400 Thousand Years
大爆炸核合成（BBN）和宇宙背景辐射（CBR）提供了宇宙早期演化及其粒子含量的互补探针。中微子在这两种情况下都起着重要的作用，影响了BBN在最初20分钟内产生的核素的原始丰度，以及当宇宙年龄约为40万年时在CBR上留下的温度波动谱。在这次演讲中，我回顾了中微子在宇宙演化的这些不同时期的物理效应，并将理论预测与观测数据进行比较，以探索宇宙学和粒子物理学的标准模型的一致性，并限制中微子物理学以及更普遍的超越标准模型的物理学。
2006-10-19 astro-ph hep-ph nucl-th
Probing low scale leptogenesis through gravitational wave
Department of Physics, Gaya College (a constituent unit of Magadh University, Bodh Gaya)（加亚学院物理系（马加德大学下属单位））；Center for Theoretical Physics of the Universe, Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院宇宙理论物理中心）
本文研究TeV尺度轻子生成，探讨轻子生成与引力波背景的关系，分析U(1)_{B-L}对称性破缺标量对轻子生成和引力波背景的影响，发现特定参数区域可解释观测的重子不对称性并产生可探测引力波背景。
2026-03-17 hep-ph
Primordial Nucleosynthesis with CMB Inputs: Probing the Early Universe and Light Element Astrophysics
宇宙微波背景（CMB）对重子-光子比$η\propto Ω_{\rm baryon} h^2$的测定将从（标准）大爆炸核合成（BBN）计算中删除最后一个自由参数。这将使BBN成为早期宇宙物理学的更敏锐的探测器，例如，大大改进了BBN对轻中微子种类$N_{ν,eff}$的有效数量的测量。我们展示了如何CMB可以提高这一限制，目前的轻元素数据。此外，通过使用其他元素，特别是氘，将有可能独立于\he 4来限制$N_{ν,eff}$;这将允许更严格的限制和系统学测试。例如，如果$η\sim 6.0\times 10^{-10}$为$η$，则3%的$η$测量值与10%（3%）的原始D/H测量值一起可以测量$N_{ν,eff}$至$σ_{95%}(N_ν) = 1.8$（1.0）的95%置信水平。如果采用标准模型值$N_{ν,eff}=3$，则可以使用CMB的$η$（及其不确定性）对原始丰度进行准确预测。这些决定可以反过来成为关键的投入，在核合成历史（化学演化）的星系，从而对这些模型的约束。
2001-05-22 astro-ph hep-ph nucl-th
Probing the seesaw mechanism with neutrino data and leptogenesis
在有三个重右手Majorana中微子而没有Higgs三重态的跷跷板机制的框架下，我们对右手中微子扇区的结构进行了系统的研究。利用现有的低能中微子数据作为输入，假设Dirac-type中微子质量为分级结构$m_{Di}$，计算了重中微子的质量$M_i$和混合.我们面对这些中微子的推断属性的限制来自一个成功的重子通过leptogenesis的要求。在一般情况下，右手中微子的质量是高度分级的：$M_i \propto m_{Di}^2$;最轻的质量是$M_1 \approx 10^3 - 10^6$ GeV，产生的重子与光子之比$η_B\lesssim 10^{-14}$远小于观测值。我们找到了对应于能级交叉点的特殊情况，即两个准简并右手中微子之间的最大混合。得到了两个能级交叉条件：${m}_{ee}\approx 0$（1 - 2交叉）和$d_{12}\approx 0$（2 - 3交叉），其中${m}_{ee}$和$d_{12}$分别是轻中微子质量矩阵在中微子Yukawa耦合为对角基下的11项和12项子行列式.我们证明了只有在1 - 2交叉中才能产生足够的轻子不对称性，其中$M_1 \approx M_2 \approx 10^{8}$ GeV，$M_3 \approx 10^{14}$ GeV和$(M_2 - M_1)/ M_2 \lesssim 10^{-5}$。
2003-09-17 astro-ph hep-ex hep-ph
Big Bang Nucleosynthesis: Probing the First 20 Minutes
在热的、致密的早期宇宙演化的最初20分钟内，宇宙核反应堆合成了大量的氘、氦-3、氦-4和锂-7。在大爆炸核合成（BBN）过程中产生的这些轻核素的原始丰度对重子的普遍密度和早期宇宙膨胀率很敏感，早期宇宙膨胀率在早期时期由相对论粒子（"辐射“）如光子和中微子的能量密度控制。大约38万年后，当宇宙背景辐射（CBR）从质子和电子的电离等离子体中释放出来时，CBR上的温度波动谱也取决于重子和辐射密度。BBN和CBR所施加的约束之间的比较揭示了宇宙在其演化过程中两个相距甚远的时期的惊人一致的图像。结合这两个探针导致新的和更严格的限制目前的重子密度，对可能的新物理超越粒子物理学的标准模型，以及确定一些挑战天文学和天体物理学。在这篇综述中，我们将介绍BBN的现状以及重子密度和辐射能量密度的相关估计。
2003-07-11 astro-ph hep-ph
Probing the BSM physics with CMB precision cosmology: an application to supersymmetry
在BBN之前的宇宙历史是由粒子物理学的标准模型（BSM）之外的物理学高度决定的，并且它在观测上受到很差的约束。正在进行的和未来的CMB观测值的精确测量可以为我们提供有关前BBN时代的重要信息，因此可能会测试不同BSM场景的宇宙学预测。超对称性是一个特别有动机的BSM理论，通常情况下，不同的超对称性破缺方案需要不同的宇宙历史，具有特定的再加热温度或低熵产生，以便在宇宙学上可行。在本文中，我们量化的影响可能的替代宇宙历史的$n_s$和$r$ CMB观测值假设一个通用的非热阶段后，宇宙暴胀。我们分析了TeV，特别是多TeV的超对称性破缺计划假设中性子和引力子暗物质的情况下。我们补充我们的分析考虑Starobinsky $R^2$通货膨胀模型来验证改进的CMB预测，早期宇宙宇宙演化的统一描述产生。我们的分析强调了CMB精确测量的重要性，在某种程度上，可以看作是对超对称性或其他BSM理论的实验室实验研究的补充。
2018-03-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Effects Of leptonic non-unitarity on lepton flavor violation, neutrino oscillation, leptogenesis and lightest neutrino mass
中微子物理学是一门成熟的科学分支，所有三个中微子混合角和两个质量平方差都是高精度确定的。尽管中微子振荡的几个实验验证和两个质量平方差和三个混合角的精确测量，轻子混合矩阵的么正性尚未建立，留下的空间存在小的非么正性效应。从现有的实验约束条件出发，推导出这些非么正性参数的界，并在$ μ\rightarrow eγ$，$ μ\rightarrow τγ$，$ τ\rightarrow eγ$等cLFV衰变中，通过轻子生成和中微子振荡几率研究了它们对重子非对称性产生的影响.我们考虑了一个模型，其中跷跷板是由一个额外的单重$ S $，这是非常轻的，但可以引起非么正性效应，而不影响形式上的跷跷板公式。我们在满足宇宙重子光子比的普朗克数据的I型跷跷板框架中对最小跷跷板模型进行了参数扫描，该数据位于$5.8\times 10^ {-10} < Y _{B} < 6.6 \times 10^ {-10} (BBN)$区间。我们预测的最轻的中微子质量，狄拉克和马约拉纳CP违反阶段$ δ_{CP} $，$ α$和$ β$，正常的层次和倒置层次的一个味道leptogenesis的值。值得一提的是，所有这四个量都是未知的，未来的实验将测量它们。
2017-07-24 hep-ph
Probing the scale of grand unification with gravitational waves
U（1）_B-L在大统一尺度下的自发破缺可以同时解释混合暴胀、稀薄生成和中性伴暗物质，从而在一个预测框架内解决粒子物理和宇宙学的三大难题。B-L相变也导致宇宙弦的网络。如果强相互作用和电弱相互作用统一在SO（10）规范群中，U（1）_B-L作为子群，则这些弦是亚稳的。在这种情况下，它们产生了一种随机的引力波背景，这种背景避开了当前脉冲星的时间界限，但在干涉仪频率上具有振幅为h^2Ω_GW ~ 10^-8的平坦频谱。因此，正在进行的和未来的LIGO观测将探测B-L破裂的规模。
2020-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing nuclear rates with Planck and BICEP2
大爆炸核合成（BBN）将关键的宇宙学参数与轻元素的原始丰度联系起来。在本文中，我们指出，最近的观测宇宙微波背景各向异性的普朗克卫星和BICEP 2实验约束这些参数具有如此高的精度水平，原始氘丰度可以推断出显着的精度。对于一个给定的宇宙学模型，我们可以获得与BBN相关的能量范围内的核过程的独立信息，这些信息决定了最终的^2H/H产额。特别是，在假设标准宇宙学模型的情况下，我们证明了对普朗克数据和最近在贫金属阻尼莱曼-α系统中氘丰度测量结果的综合分析提供了关于辐射俘获反应d（p，γ）^3 He将氘转化为氦的截面的独立信息。有趣的是，结果是高于目前的实验数据在BBN能量范围（10 - 300千电子伏）的拟合建议的值，而它是在更好的协议与从头计算理论计算，基于模型的核电磁流来自现实的相互作用。由于上述核过程的速率与中微子的有效数Neff之间的相关性，同样的分析也指出Neff>3。我们展示了当假设一个非最小的宇宙学场景时，这种观察是如何变化的。我们的结论是，在几百keV范围内，可以通过像LUNA这样的实验收集到更多的d（p，γ）^3 He截面数据，这些数据要么可以证实这个速率值很低，要么可以提供一些有利于接近最小宇宙学情景的线索。
2014-04-30 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Testing leptogenesis and dark matter production during reheating with primordial gravitational waves
研究再加热期间通过轻子生成和紫外冻结产生重子不对称性与暗物质，并探讨利用原初引力波谱形探测这些非热产生机制。
2025-02-26 astro-ph.CO hep-ph
Probing Miracle-less WIMP Dark Matter via Gravitational Waves Spectral Shapes
我们提出了一种新型的弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质（DM）候选物探测器，其质量范围较宽，无法满足正确的热遗迹丰度所需的湮没率，称为\textit{Miracle-less WIMP}。如果DM相互作用是由阿贝尔规范玻色子（如B-L）介导的，那么它的湮灭率通常会小于WIMP的球场，从而导致超生产。热过剩产生的遗物被带到观察范围内，通过后期的熵稀释从三个右手中微子（RHN）目前保持模型异常自由和产生轻中微子质量之一。这种后期的熵注入导致了宇宙弦产生的引力波（GW）的特殊谱形，而这种谱形是B-L对称性破缺的结果。我们发现有趣的DM质量和GW频谱的转折频率之间的相关性，后者在未来的实验范围内。另外两个RHN在通过轻生作用产生轻中微子质量和宇宙的重子不对称性方面起着重要作用。成功的leptogenesis与奇迹少WIMP一起限制的转折频率位于不久的将来GW实验的灵敏度范围内。
2022-07-28 astro-ph.CO hep-ph
Leptogenesis and low energy CP phases with two heavy neutrinos
中微子质量不为零和小物质反物质不对称性的一个有吸引力的解释是“稀薄起源”。目前，轻子不对称性的{ \it尺寸}已被精确地知道，而{ \it符号}还不知道。在这项工作中，我们确定了这种不对称性的符号在两个右手中微子模型的框架内，通过与轻子混合矩阵中出现的低能CP破坏相的leptogenesis阶段（S）。结果表明，利用低能轻子数违反重定相不变量的知识，确实可以确定目前宇宙物质反物质不对称性的正负号，从而间接地探测到轻物理中微子是Majorana型的。
2006-10-01 hep-ph
Probing the neutrino chemical potential with cosmological observations
Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-UV（粒子物理研究所，瓦伦西亚大学）；Departament de Física Teòrica, UV, Spain（瓦伦西亚大学理论物理系）；Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra, Università degli Studi di Ferrara（费拉拉大学地球与物理学系）；INFN, Sezione di Ferrara（意大利国家核物理学院费拉拉分部）；University of Turin, Physics department and INFN, Sezione di Torino（都灵大学物理系及意大利国家核物理学院都灵分部）
通过CMB和BAO数据结合BBN观测，对电子中微子简并参数ξ_ν_e和其他中微子简并参数ξ_ν_x进行最新约束，发现非简并中微子情况下ξ_ν_e在BBN时期偏好非零正值（95% C.L.），且允许更大的哈勃常数。
2026-06-29 astro-ph.CO hep-ph
Probing TeV-Scale Inverse-Seesaw Leptogenesis and Majorana Dark Matter in $U(1)_{B-L}$ Models at Multi-TeV Muon Colliders
Central China Normal University（华中师范大学）；Henan Normal University（河南师范大学）
研究在$U(1)_{B-L}$扩展标准模型中，通过反跷跷板机制统一解释暗物质、重中微子动力学和重子不对称性，并探讨多TeV缪子对撞机上的可观测信号。
2026-06-11 hep-ph
Rescuing leptogenesis parameter space of inverse seesaw
针对 (3,3) inverse seesaw 中轻子不对称被抵消和逆衰变洗脱的问题，本文提出非标准预 BBN 膨胀或重中微子准简并谱两种方案，以保留可解释 BAU 的参数空间。
2024-01-22 hep-ph
Sterile neutrinos with eV masses in cosmology -- how disfavoured exactly?
我们研究宇宙学模型，包含与eV范围内的质量所建议的反应堆和短基线振荡数据的不育中微子。我们面对这些模型与精确的宇宙学数据（探测CMB去耦时代）和轻元素丰度（探测BBN时代）。在最小的LambdaCDM模型中，这样的无菌中微子被当前的数据强烈地排斥，因为它们贡献了太多的热暗物质。然而，如果宇宙学框架被扩展到包括额外的相对论自由度--除了三个标准中微子和假定的无菌中微子，那么热暗物质对无菌状态的约束就大大放松了。通过允许暗能量状态方程参数w<-1实现了进一步的改进。虽然BBN强烈反对超过假设的eV质量的无菌中微子的额外辐射，但这个约束可以通过小的nu_e简并来规避。任何包含eV质量的不育中微子的模型也意味着其他宇宙学参数的强烈修改。值得注意的是，推断出的冷暗物质密度相对于标准的Lambda CDM值可以上升20%到75%。
2011-09-28 astro-ph.CO hep-ph
Right-Handed Neutrinos as the Dark Radiation: Status and Forecasts for the LHC
来自宇宙学（探测CMB退耦时期）和轻元素丰度（探测BBN时期）的精确数据暗示了额外相对论自由度的存在，即所谓的“暗辐射”。“我们提出了一个独立的模型研究，通过三个左手的标准模型中微子的右手伙伴来解释暗辐射。我们发现这些狄拉克态的毫弱相互作用（通过它们与TeV尺度的Z'规范玻色子的耦合）可以使ν_R在更高的温度下比它们的左手对应物更早地解耦。如果ν_R在夸克-强子跃迁过程中发生退耦，则它们比ν_L冷得多，对早期宇宙能量密度的贡献不超过3个额外的“等效中微子”。对于在这个过渡区的退耦，3 ν_R产生ΔN_ν= 3（T_{ν_R} / T_{ν_ L}）^4 < 3，在BBN和CMB时刻产生额外的相对论自由度。与目前对暗辐射的限制的一致性使我们能够确定Z'质量和耦合的参数空间中的允许区域。值得注意的是，允许的区域在LHC 14的发现范围内。
2012-11-01 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Probing oscillations into sterile neutrinos with cosmology, astrophysics and experiments
我们进行一个彻底的分析产生的振荡信号由一个额外的无菌中微子，扩展以前的分析在简单的限制情况下，包括建立活跃的中微子之间的振荡的影响。我们考虑以下探测：太阳中微子、大气中微子、反应堆中微子和束中微子、大爆炸核合成（氦-4、氘）、宇宙微波背景、大尺度结构、超新星、来自其他天体物理源的中微子。我们发现没有证据表明，在目前的数据中，一个不育的中微子，确定仍然允许的区域，并研究未来的实验可以最好地探测它们：亚兆电子伏的太阳能实验，更精确的研究CMB或BBN，未来的超新星爆炸等，我们讨论如何LSND暗示强烈不赞成（标准）宇宙学的约束。
2004-11-29 astro-ph hep-ex hep-ph
Flavour Covariant Transport Equations: an Application to Resonant Leptogenesis
我们提出了一个完整的味道协变形式主义的运输现象，推导马尔可夫主方程描述的粒子数密度的时间演化的统计合奏与任意的味道内容。作为这一一般形式的应用，我们研究了共振轻子生成（RL）的情况下的味道效应，并获得了重中微子和轻子数密度的味道协变演化方程。这提供了一个完整和统一的描述RL，捕获三个不同的物理现象：（i）重中微子状态之间的共振混合，（ii）不同重中微子味之间的相干振荡，和（iii）量子退相干效应在带电轻子部门。为了说明这种形式主义的重要性，我们数值求解的味道协变速率方程的最小RL模型，并表明，总轻子的不对称性可以提高一个数量级，相比，从味道对角或部分味道非对角速率方程。因此，可行的RL模型参数空间被扩大，从而进一步提高了在LHC探测宇宙中中微子质量和重子不对称性的共同起源的前景，以及在寻找轻子味和数违反的低能实验。在我们的味道协变形式主义的关键新成分是秩-4率张量，这是我们的味道混合处理的一致性所需的，如显式计算的相关过渡振幅通过推广的光学定理。我们还提供了一个几何和物理解释的重中微子简并极限的最小RL的情况下。最后，我们评论了轻子数守恒极限下重中微子自能调节器的各种建议形式的一致性。
2014-07-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Probing Exotic Phases Via Stochastic Gravitational Wave Spectra
本研究发现BBN前随机引力波谱的低频凹陷可反映宇宙状态方程畸变，以WCSM的一阶手征相变为例验证了20%的功率凹陷效应，指出未来空间引力波探测器可借此探测早期宇宙奇异相。
2023-06-12 hep-ph
Dynamical Matter-Parity Breaking and Gravitino Dark Matter
已知具有GeV质量的引力子构成暗物质的情况与高再加热温度处于紧张状态，例如热稀薄生成所要求的。这种张力来自NLSP的寿命，它可以破坏标准原始核合成的成功预测。然而，一个小的违反物质宇称可以为NLSP打开新的衰变通道，避免BBN问题，同时与实验宇宙线约束兼容。本文提出了一个模型，在这个模型中，我们假定嵌入U（1）_{B-L}规范对称性中的物质宇称在低尺度下在一个隐藏扇区中动态破缺。这可以自然地解释在可见光区宇称破缺的微小性。我们讨论了相应的伪Nambu-Goldstone模式的B-L打破在隐藏的部门的动力学，我们评论典型的宇宙线和对撞机签名在我们的模型。
2010-08-02 hep-ph
