膜宇宙学对冻结产生暗物质密度与寿命前沿的影响

在五维膜宇宙学中，膜上我们四维宇宙的Friedmann方程在高温下被修正，而在低温下重现标准大爆炸宇宙学。基于两种著名情景——Randall-Sundrum与Gauss-Bonnet膜宇宙学，我们研究了膜宇宙学效应对非热暗物质粒子遗迹密度的影响，该粒子与标准模型粒子的相互作用极弱，其遗迹密度由冻结产生（freeze-in）机制决定。对于早期宇宙中的暗物质产生过程，我们假设一个简单情景：存在轻矢量玻色子 mediator 使暗物质粒子与标准模型粒子沟通。我们发现膜宇宙学效应可显著改变所得暗物质遗迹密度，不同于标准大爆炸宇宙学中的结果。作为一个应用，我们考虑极小$B-L$扩展标准模型中的右手中微子暗物质，以轻$B-L$规范玻色子（$Z^\prime$）为mediator。我们发现膜宇宙学效应对在已规划/提议的寿命前沿（Lifetime Frontier）实验上搜寻长寿命$Z^\prime$玻色子具有影响。