Cogenesis of baryon and dark matter with PBHs and the QCD axion
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68378271%3A_____%2F24%3A00603631" target="_blank" >RIV/68378271:_____/24:00603631 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://hdl.handle.net/11104/0364455" target="_blank" >https://hdl.handle.net/11104/0364455</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.110.115013" target="_blank" >10.1103/PhysRevD.110.115013</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Cogenesis of baryon and dark matter with PBHs and the QCD axion
Popis výsledku v původním jazyce
With entropy injection, an early matter-dominated epoch (EMD) impels the axion decay constant fa toward larger values to produce correct axion dark matter (DM) abundance, thereby unfolding the low-mass axion (ma less than or similar to 10-5 eV) parameter space to be searched for in axion experiments. We implement this proposition in a scenario where fa and the leptogenesis scale in a seesaw mechanism are equivalent. We show that if, instead, the EMD is provided by evaporating ultralight primordial black holes (PBHs), the scenario becomes strikingly testable with gravitational wave (GW) background alongside the axion searches. In particular, while being consistent with correct axion DM abundance, the scale fa >= 1012 GeV, corresponding to the unflavored regime of leptogenesis with hierarchical right-handed neutrinos, can be probed with GW and axion experiments, which is otherwise not testable at neutrino or collider experiments. Additionally, axions produced from PBH evaporation can give rise to dark radiation within reach of future
Název v anglickém jazyce
Cogenesis of baryon and dark matter with PBHs and the QCD axion
Popis výsledku anglicky
With entropy injection, an early matter-dominated epoch (EMD) impels the axion decay constant fa toward larger values to produce correct axion dark matter (DM) abundance, thereby unfolding the low-mass axion (ma less than or similar to 10-5 eV) parameter space to be searched for in axion experiments. We implement this proposition in a scenario where fa and the leptogenesis scale in a seesaw mechanism are equivalent. We show that if, instead, the EMD is provided by evaporating ultralight primordial black holes (PBHs), the scenario becomes strikingly testable with gravitational wave (GW) background alongside the axion searches. In particular, while being consistent with correct axion DM abundance, the scale fa >= 1012 GeV, corresponding to the unflavored regime of leptogenesis with hierarchical right-handed neutrinos, can be probed with GW and axion experiments, which is otherwise not testable at neutrino or collider experiments. Additionally, axions produced from PBH evaporation can give rise to dark radiation within reach of future
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10303 - Particles and field physics
Návaznosti výsledku
Projekt
—
Návaznosti
I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2024
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Physical Review D
ISSN
2470-0010
e-ISSN
2470-0029
Svazek periodika
110
Číslo periodika v rámci svazku
11
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
16
Strana od-do
115013
Kód UT WoS článku
001385922200004
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85212425565