来自重暗物质粒子湮灭的宇宙射线

本文研究了通过宇宙暗物质（DM）的稳定重费米子“f”的湮灭产生超高能宇宙射线的起源。假设这些粒子是由 $R^2$ 修正引力中的标量子衰变产生的。我们方法的新颖之处在于假设这些 DM 载体的质量略低于标量子质量的一半。在这种情况下，相空间体积变得极小。这导致“f”产生的概率足够低，从而其平均宇宙能量密度可以等于观测到的暗物质能量密度。我们研究了宇宙中可能发生湮灭的几个区域。它们包括在均匀能量密度假设下的整个宇宙、星系中心的高密度 DM 团块、具有真实密度分布的星系内 DM 云，以及星系内的高密度 DM 团簇。我们考虑了 $f \bar f$ 共振湮灭成高能轻粒子的可能性。我们证明了所提出的场景能够成功解释传统天体物理机制无法起作用时的超高能宇宙射线通量的起源。