冻结嵌入层级问题

暗物质与标准模型之间具有微小耦合 $\lambda$ 的模型，其中 $\lambda \sim v/M_\text{Pl}\sim 10^{-16}$，可通过称为冻结嵌入（freeze-in）的热过程产生所测量的遗迹丰度。我们提议在微扰大 $N$ 理论的语境中解释这一小数字，其中耦合被 $N$ 的反幂次所压低。那么 $N \sim M_{\rm Pl}^2/v^2$ 给出观测到的遗迹密度。此外，标准模型的最终截断被降低到 $\sim 4\,\pi\, M_\text{Pl}/\sqrt{N} \sim 4\, \pi\, v$，从而解决电弱层级问题。这些理论预言了标准模型截断与暗物质质量之间的直接关系，将低引力尺度伴随的壮观对撞机现象学与暗部门的宇宙学信号联系起来。暗物质质量可处于数百keV到数百GeV的范围。可能的宇宙学信号包括抹平小尺度结构的功率、来自暗物质衰变的间接探测信号，以及贯穿宇宙历史对电磁和强子能量的连续注入。