淹没暗物质与 S 能级上升

大多数暗物质（DM）模型通过某种与标准模型粒子的相互作用来设定 DM 的遗留密度。这类模型通常假设标准模型粒子在早期即已存在，而 DM 的遗留密度是这些相互作用的后续结果。或许一个更合理的假设是，DM 并不属于标准模型部分，并且在暴胀结束时也产生了一群 DM。这种民主的假设并不一定能为 DM 遗留密度提供自然的值，且表面上会在暗区产生过多的熵。我们通过早期产生的重粒子的晚期衰变来解决后一个问题，将 DM 的遗留密度与一个长寿命状态的寿命联系起来。我们探讨了在我们称之为淹没暗物质（FDM）的场景中，要使该场景与观测相容需要什么条件，并讨论了若干有趣的推论。其一是 DM 可以非常轻，此外，轻 DM 在某种意义上是 FDM 中最自然的场景，因为它与衰变粒子更大的耦合相容。而且，具有最小耦合从而具有最长寿命的场的衰变主导了宇宙的熵并可能主导其物质含量，我们将这一原理称为“最大巴洛克性”。我们还表明，暗区应该比普通区更冷，从而放松了对轻 DM 的自由流约束。我们将在后续论文中讨论对核心-尖点问题的启示。FDM 也具有有趣的重子生成推论。一种可能性是 DM 和重子不对称性同时被晚期熵注入所稀释。或者，FDM 与一种优雅的非热轻子生成实现相容，在该实现中，重右手中微子的衰变导致标准模型的晚期再加热，并为产生轻子不对称性提供了合适的条件。