非平衡粒子的玻尔兹曼方程及其在非热暗物质产生中的应用

我们考虑一个与热浴极弱耦合的标量场（称为 $\phi$），并研究其数密度的演化。我们使用从 Kadanoff-Baym 方程导出的玻尔兹曼方程，假设热浴中的自由度可以用“准粒子”很好地描述。当准粒子的宽度可以忽略时，$\phi$ 的数密度演化由一个简单的玻尔兹曼方程很好地支配，该方程包含的产生率和分布函数均用具有热质量的准粒子色散关系来计算。我们特别关注暗物质通过热浴中粒子的衰变而非热产生的情形，上述形式体系适用于该情形。当正确纳入热浴的效应时，暗物质的遗迹丰度与不考虑热效应的结果相比可能改变 $O(10-100$。