具有二次耦合的超轻标量暗物质约束

超轻暗物质是一个引人注目的暗物质候选者。在这项工作中，我们考察了二次耦合的超轻暗物质对大爆炸核合成预言的影响。超轻暗物质的存在可在大爆炸核合成期间修改基本常数的有效值，从而改变诸如氦-4等原初元素的预言丰度。我们在两方面改进了现有文献：首先，我们计入了超轻暗物质由于其与标准模型热库的二次相互作用而获得的热质量，这影响了暗物质的宇宙学演化。其次，我们使用完整的动力学方程而非瞬时近似来处理弱冻结。在先前工作中，这两项改进均被证明会影响普适耦合暗物质的氦-4预言。我们将这些结论推广到更一般的耦合。我们表明，有了这些修正，与其他探测手段（如等效原理检验、原子与核钟，以及天体物理和其他宇宙学探测）相比，大爆炸核合成对该模型中对标准模型具有二次耦合的超轻暗物质在很大质量范围内给出了强约束。