具有衰变流体的非标准宇宙学中冻结入射的费米单态暗物质
高能物理 - 唯象学
2021-05-26 v2
摘要
我们详细研究了在如下假设下的冻结入射（freeze-in）暗物质产生：某种流体在早期宇宙中占主导，随后将其能量沉积到等离子体中从而引起熵注入。作为暗物质候选者，我们考虑一个费米单态，它通过其与热等离子体中一个标量粒子的相互作用而产生。该流体改变了宇宙的膨胀速率以及温度的标度行为，这显著影响了暗物质粒子的数密度和平均动量的演化。我们通过考虑若干代表在不同膨胀与熵注入阶段产生暗物质的例子，识别并详细讨论了这些量演化的效应。我们发现，由于在冻结入射之后若熵继续注入等离子体则会降低暗物质密度，为了重现其观测值，相对于标准宇宙学需要增强的暗物质产生速率。此外，所假设的非标准宇宙学历史对暗物质平均动量的影响，可导致来自大结构形成数据对暗物质质量的约束或放宽或收紧。
引用
@article{arxiv.2012.07202,
title = {Frozen-in fermionic singlet dark matter in non-standard cosmology with a decaying fluid},
author = {Paola Arias and Dimitrios Karamitros and Leszek Roszkowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.07202},
year = {2021}
}
备注
40 pages, 17 figures; v2: References updated, typos corrected, matches version published in JCAP