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热化时期的暗物质产生

高能物理 - 唯象学 2021-01-19 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

我们重新审视暴胀后热化与再加热时期的非热暗物质(DM)产生。暴胀子的衰变产生高能粒子,这些粒子经热化完成宇宙再加热。在热化完成之前,DM 可由高能粒子之间和/或周围等离子体的碰撞产生。我们对 DM 产生截面与质心能量的 nn 次幂成正比的情形计算了这些过程产生的 DM 丰度。我们发现,对于 n4n \gtrsim 4,高能粒子间的碰撞几乎总是主导的,而对于 n2n \lesssim 2 则为次主导。当 n3n \lesssim 3 且再加热温度约为或大于 DM 质量时,周围等离子体的产生占主导。当 n2n \lesssim 2 且再加热温度远低于 DM 质量时,高能粒子与周围等离子体碰撞的产生是重要的。

关键词

引用

@article{arxiv.1901.11027,
  title  = {Dark Matter Production during the Thermalization Era},
  author = {Keisuke Harigaya and Kyohei Mukaida and Masaki Yamada},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1901.11027},
  year   = {2021}
}

备注

11 pages, 3 figures; v2: footnote added, error in Eq. (28) corrected, conclusions unchanged