冻结入暗物质的有效理论
高能物理 - 唯象学
2020-11-25 v2
摘要
我们采用有效场论框架对大质量粒子暗物质（DM）的冻结入过程进行模型无关的研究。考虑暗物质为规范单态 Majorana 费米子，在稳定对称性 下为奇，而所有标准模型（SM）场均为偶，我们写下直至并包含质量量纲八的所有可能 DM-SM 算符。为简化数值分析，我们仅限制于 SM 及暗 sector 中的标量算符。我们计算了每一此类量纲算符的 DM 丰度，考虑了 UV 与 IR 冻结入贡献，它们分别可在电弱对称破缺之前与之后产生。在由正确 DM 遗迹丰度要求约束宇宙截断尺度和再加热温度后，我们还研究了通过违反轻子数的 Weinberg 算符将中微子质量起源联系到同一截断尺度的可能性。因此我们比较了由轻中微子质量起源以及由正确 DM 遗迹丰度要求所给出的 UV 冻结入所需的此类截断尺度及相应再加热温度的界限。我们也简要评论了在 UV 完备模型中实现此类 DM-SM 有效算符的可能性。
引用
@article{arxiv.2007.08768,
title = {Effective Theory of Freeze-in Dark Matter},
author = {Basabendu Barman and Debasish Borah and Rishav Roshan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.08768},
year = {2020}
}
备注
60 pages, 6 tables, 11 figures, added two new sections, accepted for publication in JCAP