对相互作用暗物质情景的新探讨

暗物质粒子与辐射之间的弹性散射代表了一种有吸引力的可能性，可以解决观测与标准冷暗物质预测之间的一系列差异，因为其引发的碰撞阻尼将意味着对小尺度结构的抑制。我们考虑了这一情景，并将其与几个红移处宇宙电离历史的测量结果以及最近对银河系卫星星系数量的估计进行了对比。我们推导出了暗物质-光子弹性散射截面的保守上限，在 $95\%$~CL 下为 $\sigma_{\gamma \rm{DM}} < 8 \times 10^{-10} \, \sigma_T \, \left(m_{\rm DM}/{\rm GeV}\right)$，比以往{来自卫星数量计数的约束}紧约一个数量级。由于与天体物理参数存在强简并，这里推导出的暗物质-光子散射截面的界限由银河系卫星星系数量的估计所主导。最后，我们还论证了未来的 21~cm 探测可以帮助区分可能的非冷暗物质候选者，例如相互作用暗物质和温暗物质情景。让我们强调，对于具有暗物质-中微子相互作用的模型，也可以推导出与本文所得量级相似的界限，并且这些界限将与对此类情景的最紧限制一样具有约束力。