暗物质自相互作用观测对单态标量暗物质的影响
高能物理 - 唯象学
2020-02-04 v4 宇宙学与河外天体物理
摘要
基于在 Abell 3827 星系团中一个星系的暗物质晕与恒星之间的空间偏移观测，近期有报告称发现了暗物质自相互作用的证据。将该偏移解释为源于暗物质自相互作用，可得截面测量值 sigma_DM/m ~ (1-1.5) cm^2/g，其中 m 为暗物质粒子的质量。我们利用此观测来约束耦合到标准模型以及双希格斯二重态模型的单态标量暗物质。我们表明，此类模型中最自然的情形是非常轻的暗物质（低于约 0.1 GeV），其遗迹丰度由 freeze-in（即早期宇宙中通过与希格斯玻色子极其微小的相互作用缓慢产生暗物质，从未达到热平衡）设定。我们还表明，在 Yukawa 对齐的双希格斯二重态模型的单态标量扩展中，暗物质丰度可通过通常的热 freeze-out 机制确立，但这需要对单态标量质量进行相当严重的精细调节。
引用
@article{arxiv.1505.01793,
title = {Implications of the observation of dark matter self-interactions for singlet scalar dark matter},
author = {Robyn Campbell and Stephen Godfrey and Heather E. Logan and Andrea D. Peterson and Alexandre Poulin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1505.01793},
year = {2020}
}
备注
9 pages, 3 figures. V4: We included the Higgs width in equation and modified the paragraph following eqn 11 to reflect this change. This modification had no effect on our subsequent conclusions. The revised paper subsumes the erratum submitted to the journal