将再加热期间的暗物质冻结产生与暴胀约束相对照
高能物理 - 唯象学
2024-05-28 v2 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 实验
摘要
我们在一个最小冻结产生模型中研究粒子暗物质(DM)的产生,该模型考虑了暴胀后的非瞬时再加热阶段。我们证明,对于低再加热温度,来自单项式势的玻色或费米再加热可导致 DM 产生中不同的演化,从而对受长寿命粒子(LLP)搜寻约束的母粒子寿命与质量给出不同预言。我们强调,该情形预言的母粒子衰变长度大于使用瞬时再加热近似的情形。此外,我们论证了再加热温度的精确定义的重要性,并强调其与实验约束正确解释的相关性。我们探索了可导致所考虑再加热势的不同暴胀模型。我们发现,标准 DM 冻结产生可被修改的程度关键取决于潜在的暴胀模型。基于最新的 CMB 约束,我们推导了母粒子衰变长度的下限,并将这些结果与 LLP 搜寻的相应触及范围相对照。我们的发现凸显了暴胀具体动力学对 DM 冻结产生的影响,并强调了其对对撞机信号解释的重要性。同时,我们的结果表明 LLP 搜寻有潜力揭示再加热的潜在动力学。
引用
@article{arxiv.2306.17238,
title = {Confronting Dark Matter Freeze-In during Reheating with Constraints from Inflation},
author = {Mathias Becker and Emanuele Copello and Julia Harz and Jonas Lang and Yong Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.17238},
year = {2024}
}
备注
Adjusted to JCAP version. 15 pages + appendices, 10 figures