通过暴胀子直接耦合的暗物质产生与再加热:集体效应
高能物理 - 唯象学
2021-10-14 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们研究通过可重整暴胀子耦合(包含四次与三次相互作用)的标量暗物质产生与再加热。这些过程往往关键依赖于集体效应,如共振、背反应及产生粒子的重散射。为考虑这些,我们进行格点模拟并标绘出产生正确(非热)暗物质密度的参数空间。我们发现,暴胀子-暗物质系统在预热阶段、即便在极小时耦合下也可达到准平衡态,此时暗物质丰度与暴胀子-暗物质耦合无关,并由一普适公式描述。暗物质极易被过量产生,甚至直接暴胀子耦合的微小值也足以获得宇宙的正确组分,这重申了它们在宇宙学中的重要性。
引用
@article{arxiv.2107.06292,
title = {Dark matter production and reheating via direct inflaton couplings: collective effects},
author = {Oleg Lebedev and Fedor Smirnov and Timofey Solomko and Jong-Hyun Yoon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.06292},
year = {2021}
}
备注
21 pages, 7 figures; v2: version accepted for publication in JCAP; v3: fixed a typo in eq. 3.45, added a title for ref. 39