轴子辅助的共振振荡拯救 Dodelson-Widrow 机制

keV 尺度的惰性中微子是 Dodelson-Widrow 机制中暗物质的合格候选粒子。但提供足够暗物质数量所需的混合角与天体物理观测相矛盾。为缓解这一张力，我们引入标准模型中微子 $\nu_\alpha$、轴子 $a$ 与单态 $\phi$ 之间的有效相互作用，即 $g_a (\phi/\Lambda)\partial_{\mu}a \overline{\nu_\alpha}\gamma^{\mu} \gamma_5 \nu_\alpha$。轴矢相互作用形式由轴子平移对称性决定，并引入具有动态变化真空期望值的单态 $\phi$ 以增强轴矢耦合强度并规避严格的中微子振荡约束。新相互作用产生的有效势可抵消标准模型对应项，导致标准模型中微子与惰性中微子之间的转换概率增强。因此，与 DW 机制相比，可在更小混合角下大幅增大惰性中微子的产生率。