末态Sommerfeld效应对暗物质遗迹丰度的影响
高能物理 - 唯象学
2021-02-24 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
如果暗物质(DM)的湮灭产物是非相对论性的，且它们之间存在着某种长程力，则末态粒子可能出现 Sommerfeld 效应。我们在热退耦场景中研究该效应对 DM 遗迹丰度的影响。作为概念验证，我们考虑 DM 对湮灭为末态对的情况，假设两个末态粒子之间的相互作用产生类库仑势，且初态与末态粒子质量相近，从而初态与末态粒子均为非相对论性。末态 Sommerfeld (FSS) 效应的强度取决于势的强度以及末态与初态粒子的质量比。我们发现 FSS 效应对 DM 遗迹丰度的影响可能十分显著，电弱尺度的长程相互作用已足以产生远超观测精度的修正。FSS 效应的另一特征是，当其时间尺度长于末态粒子寿命时，该效应可能被抑制。作为推论，我们还在 DM 协同湮灭场景中研究，两个协同湮灭子之间的初态 Sommerfeld 效应可能因它们的不稳定性而减弱，这在精确计算 DM 遗迹丰度时可能需要被考虑。
引用
@article{arxiv.2009.14591,
title = {Final state Sommerfeld effect on dark matter relic abundance},
author = {Xiaoyi Cui and Feng Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.14591},
year = {2021}
}
备注
14 pages, 4 figures