多重相互作用暗物质的宇宙学约束

$\Lambda$CDM 模型内部日益显著的张力，加上实验室实验中未能探测到暗物质（DM），激发了人们对非最小暗物质部门的兴趣，这在理论上有充分的动机，并启发了对暗物质的新搜索策略。在此，我们首次考虑了暗物质与光子、重子以及暗辐射（DR）同时存在相互作用的可能性。我们开发了一个全新且高效的 Boltzmann 代码 CLASS 版本，允许单一暗物质粒子具有多个相互作用通道。借助这一框架，我们重新评估了多重相互作用暗物质场景中各种相互作用系数的现有宇宙学限制。我们发现这些不同相互作用之间没有明显的简并性，并表明它们的宇宙学效应在很大程度上是可加的。我们进一步研究了这些模型缓解宇宙学张力的可能性，发现 DM-光子与 DM-DR 相互作用的组合能够同时减小 $S_8$ 张力（从 $2.3\sigma$ 降至 $1.2\sigma$）和 $H_0$ 张力（从 $4.3\sigma$ 降至 $3.1\sigma$）。我们代码的公开发布将为研究各种丰富的暗物质部门铺平道路。