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大爆炸核合成对$B$-介子生成的约束

Big Bang Nucleosynthesis Constraint on $B$-mesogenesis

James M. Cline, Jonas Frerick, Sebastian A. Naja, Yong Xu

arXiv 2610.03455首次发表:更新:

发表机构

McGill University; Sapienza Università di Roma; INFN Roma1; American University of Beirut; Niels Bohr Institute(麦吉尔大学; 罗马第一大学; 意大利国家核物理研究所罗马一分部; 贝鲁特美国大学; 尼尔斯·玻尔研究所)

机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。

AI 中文总结

研究B介子生成机制对大爆炸核合成的影响,发现强子注入效应最关键,且对再加热温度和标量场质量有约束。

AI 中文摘要

$B$-介子生成是一种低温重子生成机制,利用标准模型中$B$介子的$CP$破坏来满足萨哈罗夫条件。该机制要求一个标量场$\Phi$主导的晚期物质主导时期,该标量场衰变为$b\bar b$夸克,将宇宙重新加热到QCD相变温度以下。我们研究了该机制对大爆炸核合成的影响,特别是关于再加热温度$T_{rh}$和$\Phi$的质量。强子注入导致中子/质子相互转换偏离平衡是最重要的效应,其次是来自$\Phi$衰变的中微子加热。对于$M_\Phi\lesssim 100\\,$GeV,$T_{rh}$必须$\gtrsim 10\\,$MeV。

英文摘要

$B$-mesogenesis is a low-temperature baryogenesis mechanism, that uses $CP$-violation of the $B$ mesons in the standard model to fulfill the Sakharov conditions. It requires a late period of matter domination by a scalar field $Φ$ that decays into $b\bar b$ quarks, reheating the Universe below the QCD phase transition. We investigate the impact of this mechanism on Big Bang Nucleosynthesis, with respect to the reheating temperature $T_{rh}$, and the mass of $Φ$. Injection of hadrons skewing neutron/proton interconversions are the most important effect, followed by neutrino heating from $Φ$ decays. For $M_Φ\lesssim 100\,$GeV, $T_{rh}$ must be $\gtrsim 10\,$MeV.

Comments7 pages, 7 figures

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