中子星中的冻结入型暗物质

每个中子星都是在核心崩溃超新星爆炸过程中诞生的，该过程短暂地再现了早期宇宙的条件，温度 $T\sim O(30\rm\,MeV)$。我们计算了在此类事件中来自标准模型（SM）粒子的暗物质 $\chi$ 的产生，即 SM $\to\chi\bar\chi$，对于冻结入型耦合，$\alpha_{\rm FI} \sim O(10^{-26})$，发现产生 $O(10^{-6})$ 个 $\chi$ 每个核子。中子星强大的引力势阱保留了这些粒子的相当大比例，这些粒子最终会发生能量注入的逆过程 $\chi\bar\chi\to$ SM。这可能导致异常能量注入，创建可观测的信号，如中子星的滞后加热。为展示此方法的潜力，我们构建了一组简单的数学暗物质模型，通过耦合 leptons 电流，显示中子星为探索通常无法通过其他方式获得的参数空间提供了独特约束，有效探测了与 SM 的散射截面，约为 $\sigma_{\chi\,\rm SM} \propto O(10^{-70})\,\rm cm^2$。