暗物质粒子质量的下限
高能物理 - 唯象学
2009-03-31 v2 天体物理学
摘要
我们讨论了来自矮椭球星系（dSphs）中暗物质（DM）相空间分布分析的暗物质粒子质量界限。在回顾现有方法后，我们选择两种方法来推导这样的界限。第一种方法仅依赖于当前DM粒子的相空间分布信息，而第二种方法同时使用了初始和最终分布。我们讨论了关于dSphs的最新数据以及相关参数的天文不确定性。作为应用，我们使用两种方法给出了来自不同dSphs的DM粒子质量的下限。模型无关的界限适用于任何类型的费米子暗物质。针对几种暗物质模型（热遗迹、非共振和共振产生的惰性中微子等），我们给出了更强的、模型依赖的界限。后者的界限依赖于一个假设，即重子反馈不能显著增加DM粒子分布函数的最大值。对于所有DM由通过非共振混合与活性中微子产生的惰性中微子（NRP）构成的场景，这给出了m_nrp > 1.7 keV。将这些结果以最保守的形式与DM衰变线的X射线界限相结合，我们得出结论，NRP场景仅在一个非常狭窄的参数窗口内被允许。这个结论独立于莱曼α分析的结果。暗物质模型（其中惰性中微子在存在轻子不对称的情况下共振产生）仍然是可行的。在标准模型的最小中微子扩展（νMSM）中，DM惰性中微子的质量和混合角都受到上下限的约束，这为其实验搜索提供了可能性。
引用
@article{arxiv.0808.3902,
title = {A lower bound on the mass of Dark Matter particles},
author = {Alexey Boyarsky and Oleg Ruchayskiy and Dmytro Iakubovskyi},
journal= {arXiv preprint arXiv:0808.3902},
year = {2009}
}
备注
20 pages, published in JCAP