通过催化湮灭实现的暗物质冻结

我们提出了一种暗物质冻结的新范式，其中暗物质粒子的湮灭被催化。我们详细讨论了暗物质耗尽通过 $2\chi \to 2A'$ 与 $3A' \to 2\chi$ 过程进行的情形，其中 $\chi$ 与 $A'$ 分别表示暗物质与催化剂。在此情形下，暗物质数密度以多项式而非指数（玻尔兹曼抑制）方式耗尽，不同于经典的 WIMP 与 SIMP。该范式适用于具有 $\text{MeV-TeV}$ 质量范围暗物质的孤立弱相互作用暗 sector。催化湮灭范式与 CMB 和 BBN 约束相容，并具有增强的间接探测信号。