轻质量热自相互作用暗物质的新实现及探测前景
高能物理 - 唯象学
2023-10-23 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
GeV 能标附近的轻暗物质（DM）面临直接探测实验较弱的约束。如果此类暗物质还通过轻媒介具有足够的自相互作用，它可以在大尺度上与冷暗物质（CDM）范式保持一致的同时，缓解其小尺度问题，正如天体物理观测所建议的那样。然而，为这种轻暗物质产生正确的热遗迹是具有挑战性的。由于缺乏足够的湮灭通道，GeV 能标的 CDM 通常会导致热产生过剩，而自相互作用暗物质（SIDM）由于其向媒介粒子湮灭的速率很大，通常具有不足的热遗迹。在本文中，我们提出了一个具有正确热遗迹的 GeV 能标 SIDM 的最小实现，其中负责轻中微子质量跷跷板起源的三个单态费米子之一，通过 freeze-out 协助产生正确的 SIDM 遗迹密度。该框架因此涵盖了轻暗物质的天体物理和宇宙学方面，同时提供了轻中微子质量起源的解决方案。由于与多个前沿领域的这种联系，在暗物质的直接和间接搜索、实验室和宇宙学暗光子特征以及有效轻中微子质量方面，存在着令人兴奋的发现前景。
引用
@article{arxiv.2211.15703,
title = {A new realisation of light thermal self-interacting dark matter and detection prospects},
author = {Debasish Borah and Satyabrata Mahapatra and Narendra Sahu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.15703},
year = {2023}
}
备注
7 pages, 4 captioned figures, matches version accepted for publication in Phys. Rev. D (Letter)