暗物质自相互作用能量密度的宇宙学意义
宇宙学与河外天体物理
2010-06-17 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
我们研究了弹性暗物质自相互作用的能量密度贡献的宇宙学约束，该相互作用由交换粒子的质量和耦合常数表征。由于在Robertson-Walker度规中的膨胀行为，我们研究了在热遗迹情况下为温暗物质的自相互作用暗物质。暗物质自相互作用能量密度的标度行为表明，它只能在极早期宇宙中成为主导贡献。因此，我们利用其对原初核合成的影响来限制相互作用强度，发现该强度至少与强相互作用相当。此外，我们探讨了在自相互作用主导的宇宙中的暗物质退耦，这分别针对自相互作用温暗物质以及双组分场景中的无碰撞冷暗物质进行。我们发现，强的暗物质自相互作用与自相互作用暗物质和重子物质之间的超弱非弹性相互作用并不矛盾，并且无碰撞冷暗物质退耦的自然尺度超过了弱相互作用尺度，且与粒子质量呈线性关系。最后，结构形成分析揭示了自相互作用主导期间存在一个线性增长解；然而，只有非宇宙学尺度被增强。
引用
@article{arxiv.1003.2304,
title = {Cosmological implications of a Dark Matter self-interaction energy density},
author = {Rainer Stiele and Tillmann Boeckel and Jürgen Schaffner-Bielich},
journal= {arXiv preprint arXiv:1003.2304},
year = {2010}
}
备注
14 pages, 14 figures; version published in Phys. Rev. D