早期动力学退耦对禁闭暗物质湮灭为标准模型粒子的影响
高能物理 - 唯象学
2023-06-14 v2
摘要
早期动力学退耦（eKD）效应是计算各类具有充分动机的图景中暗物质（DM）遗迹密度的不可避免要素。它自然出现在禁闭暗物质湮灭中——这也是本工作的焦点——其包含费米子 DM 以及一个连接 DM 与标准模型（SM）轻子的轻单态标量。DM 与 SM 粒子间散射的强烈抑制发生在 DM 消耗历史中相当早的阶段，此时 DM 温度偏离热平衡，即 ，导致 DM 动能降低。因此禁闭湮灭变得低效，因为较小的动能无法帮助超过湮灭阈值，自然导致更大的丰度。为展示 eKD 差异，我们数值求解了控制 DM 数密度与温度演化的耦合 Boltzmann 方程。研究发现 eKD 显著影响 DM 丰度，使其比传统计算高出近一个数量级。我们还讨论了实验搜寻对模型参数的限制，其中在考虑 eKD 效应时可行参数空间收缩。
引用
@article{arxiv.2301.12199,
title = {Early kinetic decoupling effect on the forbidden dark matter annihilations into standard model particles},
author = {Yu Liu and Xuewen Liu and Bin Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.12199},
year = {2023}
}
备注
10 pages, matches published version