[论文解读] A new type of stable Q balls in the gauge-mediated SUSY breaking

Shinta Kasuya, Masahiro Kawasaki|arXiv (Cornell University)|Jun 13, 2000

Cosmology and Gravitation Theories被引用 9

一句话总结

本文提出了一种新型稳定的Q球，在规范介导的SUSY破坏场景中，称为“引力介导型”，其稳定性源于单位电荷的能量等于引力微子质量 m_{3/2}，可能低于核子质量，从而避免了核子衰变。该Q球同时作为暗物质和宇宙重子数的来源，提供了一种统一的宇宙学解决方案。

ABSTRACT

We obtain a new type of a stable Q ball in the context of gauge-mediated SUSY breaking in MSSM. It is so-called gravity-mediation type of Q ball, but stable against the decay into nucleons, since the energy per unit charge is equal to gravitino mass m_{3/2}, which can be smaller than nucleon mass in the gauge-mediation mechanism. We consider the cosmological consequences in this new Q-ball scenario, and find that this new type of the Q ball can be considered as the dark matter and the source for the baryon number of the universe simultaneously.

研究动机与目标

• 探索规范介导的SUSY破坏模型中的稳定Q球解。
• 解决Q球在宇宙学上对衰变为核子的稳定性问题。
• 研究此类Q球是否能同时解释暗物质和宇宙的重子不对称性。

提出的方法

• 在规范介导的SUSY破坏框架中，识别出单位电荷能量等于引力微子质量 m_{3/2} 的Q球解。
• 通过比较其单位电荷能量与核子质量，分析Q球对衰变为核子的稳定性。
• 利用规范介导机制推导引力微子质量，并确保其小于核子质量，从而实现稳定性。
• 研究Q球的宇宙学影响，包括其形成、丰度和长期稳定性。
• 评估Q球作为暗物质候选者和重子数来源的双重角色。

实验结果

研究问题

• RQ1 在规范介导的SUSY破坏模型中，Q球能否保持对衰变为核子的稳定性？
• RQ2 在何种条件下，Q球的单位电荷能量可低于核子质量？
• RQ3 此类Q球能否同时作为暗物质候选者和宇宙重子数的起源？
• RQ4 引力微子质量如何影响Q球的稳定性和宇宙学可行性？
• RQ5 此类新型Q球的形成与丰度受到哪些宇宙学约束？

主要发现

• 由于Q球的单位电荷能量等于引力微子质量 m_{3/2}，其对衰变为核子是稳定的，而该质量在规范介导的SUSY破坏中可能低于核子质量。
• 尽管源于规范介导框架，此Q球解属于引力介导类型。
• 该Q球可解释宇宙中观测到的暗物质密度。
• 它同时提供了宇宙重子数的来源。
• 该宇宙学情景允许Q球的一致形成及其长期稳定性。