p 波 Breit-Wigner 增强暗物质湮灭对宇宙线正电子超出的一致解释
高能物理 - 唯象学
2022-02-23 v1
摘要
如果暗物质(DM)粒子通过窄共振湮灭,则星系晕中的 DM 湮灭相对于早期宇宙中的湮灭可因 Breit-Wigner 增强而被放大。尽管 s 波 Breit-Wigner 增强能为观测到的宇宙线(CR)正电子超出和 DM 热遗迹密度提供一致解释,但它受到来自矮椭球卫星星系(dSphs)的伽马射线和宇宙微波背景(CMB)观测的严格约束,这些观测具有比星系晕中更低的允许 DM 湮灭截面和典型 DM 速度。此外,在 s 波 Breit-Wigner 增强中,共振质量低于阈值(两倍 DM 质量)的情况因湮灭截面随 DM 速度减小而单调增大而被排除。本工作中,我们考虑 Breit-Wigner 增强的 p 波 DM 湮灭。我们探索了能同时解释 CR 正电子超出和 DM 热遗迹密度且不违反 dSphs 伽马射线与 CMB 约束的参数区域。我们表明,该情形下速度依赖的截面在共振质量高于和低于阈值时均可在星系晕中典型 DM 速度附近达到峰值。而且,在极低 DM 速度下高度压低的湮灭截面可轻易规避来自 dSphs 伽马射线和 CMB 的约束,从而导致比 s 波情形更大的允许参数区域。
引用
@article{arxiv.2110.10388,
title = {Consistent explanation for the cosmic-ray positron excess in $p$-wave Breit-Wigner enhanced dark matter annihilation},
author = {Yu-Chen Ding and Yu-Lin Ku and Chun-Cheng Wei and Yu-Feng Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.10388},
year = {2022}
}
备注
23 pages, 9 figures