暗物质的解冻与急速冻结

我们表明，当今的暗物质丰度可通过一种新机制产生，该机制涉及早期宇宙中由小尺度火球的非均匀加热及相继快速冷却所引起的极速热冻结。这些火球可由某些粒子种类中汤川相互作用诱导的小尺度结构增长所沉积的能量产生。已知汤川相互作用即使在辐射主导时期也能引起晕的增长，而同样的相互作用通过标量发射促进晕的冷却与坍缩。在晕坍缩位置沉积于标准模型等离子体中的能量可加热等离子体，重建热平衡。等离子体火球的后续膨胀与冷却导致暗物质在远短于哈勃时间的时间尺度上冻结。该机制能为先前被认为已排除的质量和湮灭截面产生正确的暗物质丰度。