来自轻 mediators 的冻入、冰封与UV敏感性
高能物理 - 唯象学
2022-07-25 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
通过轻mediator的暗物质(DM)冻入是一种具有吸引力的模型，在当前和未来实验中具有极佳的探测前景。轻mediator冻入在UV不敏感意义上，即大多数DM在晚期产生，因此DM丰度不依赖于我们宇宙未知的早期演化。然而最终DM产额仍保留对初始DM种群的依赖性，通常假定其恰好为零。我们指出，在具有轻mediators的模型中，最终DM产额也将依赖于为轻mediator种群所假设的初始条件。我们描述了一类称为“冰封(glaciation)”的情形，其中从SM冻入的DM遭遇预先存在的mediators热浴，并研究最终DM产额对该暗辐射浴初始温度的依赖。为计算此宇宙学下的DM散射率，我们首次推导了描述两个不同温度物种间相互作用的Boltzmann碰撞项的精确积分表达式。我们量化了DM产额对初始暗温度的依赖性，并发现其在接近传统（零初始丰度）冻入曲线的区域可能相当可观。我们将冻入曲线推广为冰封带，其可延伸至低达传统冻入直接探测目标一个数量级以下，并指出DM相空间分布以及产额可强烈依赖于初始条件。
引用
@article{arxiv.2111.13709,
title = {Freeze-in, glaciation, and UV sensitivity from light mediators},
author = {Nicolas Fernandez and Yonatan Kahn and Jessie Shelton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13709},
year = {2022}
}
备注
31 pages, 5 figures