从21厘米信号探讨ELDER暗物质的自相互作用

自相互作用暗物质可影响多种宇宙学过程。此类相互作用可为数守恒(如 $2 \rightarrow 2$)或数不守恒(如 $3 \rightarrow 2,\,4 \rightarrow 2$ 等)。后者中三个(或更多)暗物质粒子发生自湮灭/散射产生较少数目暗物质的过程被称为“同类相食(Cannibalism)”过程。本工作中，根据宇宙黎明时期中性氢全球21厘米谱的实验结果，研究了暗物质的自相互作用及其强度。从本工作看，$2\rightarrow 2$ 过程远比 $3\rightarrow 2$ 过程占主导。还发现此类相互作用影响暗物质-重子弹性散射截面。该研究也指示宇宙中存在着不同质量范围的多组分暗物质。