激发束缚态及其在暗物质产生中的作用

我们探讨了在早期宇宙中高度激发束缚态对新物理粒子（特别是暗物质）数密度演化的影响。聚焦于微扰、未破缺规范理论内的偶极跃迁，我们发展了一种高效方法，以包含约一百万个束缚态形成和束缚态到束缚态的跃迁过程。这使我们能够检验分波幺正性，并准确描述低至极低温的冻结动力学。在非阿贝尔情形下，我们发现高度激发态可阻止粒子冻结，在符合微扰性和幺正性的 regime 中支持持续的 depletion。我们将我们的形式体系应用于一个简化的暗物质模型，该模型具有一个带色且带电的 $t$ 道媒介子。我们的焦点在于 superWIMP 产生机制，其通常以媒介子冻结随后其晚期衰变到暗物质为特征。相反，我们发现激发态使媒介子耗竭一直高效持续到其衰变，引入了暗物质密度对媒介子寿命的依赖这一新特征。束缚态对可行暗物质质量的影响可达一个数量级，从而放宽了来自 Lyman-$\alpha$ 观测的约束。