超重暗物质新生产机制：通货膨胀期间的线性耦合与现象学

本文探讨了一种新颖的超重暗物质产生机制，该机制发表于《物理快报B》(PhysicsLettersB 794, 2019, 69-76)。作者Eugeny Babicheva、Dmitry Gorbunov和Sabir Ramazanov提出了一个理论框架，其中暗物质（由实标量场构成）通过与膨胀场的线性耦合来产生。在通货膨胀结束时，标量场从其基态偏离，这一偏移提供了暗物质能量密度的来源。这种模型具有普遍性，适用于多种通货膨胀模型。 关键点在于，这种超重暗物质的质量超过了通货膨胀时期的哈勃速率，这使得它与传统观念中的暗物质有所不同。暗物质通过与膨胀场的耦合获得质量，而不是通过粒子间的标准相互作用。这种机制导致了一个有趣的现象：暗物质可以经历衰变过程，转化为膨胀介质，随后进一步转化为标准模型物质，这一过程会引发高能粒子的级联，可能对宇宙射线的观测有重要影响。 作者们还详细分析了暗物质的稳定性问题以及它与宇宙射线传播的潜在影响，以确保这一机制不会与现有的理论或实验数据发生冲突。他们对暗物质的寿命进行了计算，并针对特定的通货膨胀场景设定了限制条件，以确保这一机制的可行性。 此外，论文的接收日期为2018年12月18日，修订稿于2019年4月19日收到，最终接受于同年5月2日，全文在线发布于2019年5月27日。文章由编辑A.Ringwald审阅。这篇研究不仅提供了新的暗物质生成途径，也开启了对超重暗物质性质及其在宇宙早期演化中的角色更深入探讨的大门。整个研究过程严谨且富有创新性，对理解暗物质的本质以及宇宙早期动力学具有重要意义。