紫外算符对暗物质冻结入的红外效应

与标准模型（SM）相互作用过弱而无法达到完全热力学平衡的暗物质（DM），仍可由稀有的 SM 碰撞大量产生。这一称为冻结入的机制，可通过具有极小系数的可重整连接算符，或通过被大质量尺度压低的非可重整连接算符进行。在后一种非可重整情形中，DM 粒子的主要产生通常发生在辐射时代达到的最高 SM 温度处（假设标准宇宙学历史），因此被称为紫外冻结入。我们表明，非可重整算符也可在低至 DM 粒子质量以下的温度范围内对 DM 密度作出重要贡献。为此，我们在一个简单暗区中计算了 DM 的产生、湮灭和冻结出，该暗区由大质量狄拉克费米子 DM 候选者与无质量阿贝尔矢量玻色子组成，且通过费米子希格斯门户算符与 SM 唯一相连。在该理论广泛的参数范围内，暗区以通常方式由紫外冻结入所填充，自热化至低于 SM 的暗温度，并经历热冻结出。我们表明，冻结出过程中的晚期残余冻结入反应可进一步充实暗区，并使 DM 遗迹密度超出标准暗区冻结出结果。