arXiv 2402.119022024-02hep-phastro-ph.CO

用于共振产生惰性中微子暗物质的 Affleck-Dine 轻子生成情景

Affleck-Dine leptogenesis scenario for resonant production of sterile neutrino dark matter

Kentaro Kasai, Masahiro Kawasaki, Kai Murai

备注：: 32 pages, 11 figures

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AI总结：

本文提出借助 AD 轻子生成产生轻子不对称性并由 SF 机制共振生成惰性中微子暗物质，引入 L-ball 解释其产生并探讨引力波检验。

摘要：

惰性中微子是一种极具吸引力的暗物质候选者。在本文中，我们考察了 Affleck-Dine（AD）轻子生成情景，该情景会产生较大的轻子不对称性，从而可通过 Shi-Fuller（SF）机制诱发惰性中微子暗物质的共振产生。我们还重新审视了 SF 机制的数值计算，以及来自当前 X 射线和 Lyman-α 森林观测的约束。我们发现，通过引入一种携带轻子荷、被称为 L-ball 的非拓扑孤子，AD 轻子生成情景能够解释惰性中微子暗物质的产生。最后，我们讨论了 L-ball 衰变时二阶引力波的增强，并研究了利用未来引力波观测检验该情景的可检验性。

英文摘要：

Sterile neutrino is a fascinating candidate for dark matter. In this paper, we examine the Affleck-Dine (AD) leptogenesis scenario generating a large lepton asymmetry, which can induce the resonant production of sterile neutrino dark matter via the Shi-Fuller (SF) mechanism. We also revisit the numerical calculation of the SF mechanism and the constraints from current X-ray and Lyman-$α$ forest observations. We find that the AD leptogenesis scenario can explain the production of sterile neutrino dark matter by incorporating a non-topological soliton with a lepton charge called L-ball. Finally, we discuss an enhancement of second-order gravitational waves at the L-ball decay and investigate the testability of our scenario with future gravitational wave observations.

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AI总结：

摘要：

英文摘要：

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