衰变暗物质、H_0张力与锂问题
高能物理 - 唯象学
2021-03-01 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
人们早已知道，如果一类暗物质粒子χ通过某个重且相对长寿命的状态X的衰变（即X → χ + γ）与非热方式产生并伴随光子γ，则观测到的与推断的哈勃常数H_0值之间被加剧的张力可得到缓解。最近有人提出，若M = 4 MeV且m = 0.04 keV（其中M和m分别为X和χ的质量），该模型还能解决长期存在的锂问题。我们将此提议与实验进行对照，并证明在复合前衰变的冷暗物质无法解决H_0问题。此外，我们表明，在复合前衰变的冷暗物质框架下缓解H_0张力的最佳情形是粒子仅衰变进入暗辐射，同时完全不改变轻元素的产生。为此，我们计算了描述χ所携带的等效轻中微子物种数ΔN_eff的一般函数形式。我们表明，要在1σ水平解决H_0张力需要m修正55%，且所需的ΔN_eff被Planck数据以95% CL排除。我们主张采用更复杂的动力学暗物质模型来放松H_0张力。
引用
@article{arxiv.2010.09715,
title = {Decaying dark matter, the $H_0$ tension, and the lithium problem},
author = {Luis A. Anchordoqui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.09715},
year = {2021}
}
备注
6 pages revote, 1 figure