相互作用的光热遗迹暗物质：自洽的宇宙学界限

我们以自洽的方式分析宇宙微波背景 (CMB) 数据，以约束热产生暗物质 (DM) 的质量和相互作用强度，同时考虑其质量和相互作用的宇宙学效应。轻热遗迹粒子的存在会在大爆炸核合成 (BBN) 期间对辐射密度产生不可忽略的贡献，从而改变轻元素丰度以及有效相对论粒子物种数。另一方面，暗物质与标准模型的相互作用会影响后期宇宙中的物质分布。质量和相互作用都会改变亚度尺度上的 CMB 各向异性。为了理解和量化这些效应的相互作用，我们考虑了弹性暗物质 - 重子散射，其动量转移截面随散射粒子间相对速度的幂律缩放。在与 BBN 相关的热遗迹暗物质质量范围内（$\lesssim$ 20 MeV），我们发现从 CMB 数据重建暗物质质量和散射截面存在强烈的简并性；同时对这两种效应进行建模提高了 CMB 测量对暗物质两个基本属性的灵敏度。此外，我们研究了轻热遗迹晚期残余湮灭的影响，并提供了对暗物质质量和湮灭截面的改进 CMB 约束。为了检验暗物质质量、与重子的弹性散射截面和湮灭截面之间的简并性，我们考虑了一种具有电偶极矩和磁偶极矩的特定暗物质情形。我们提出了该模型新的、自洽的宇宙学界限，并讨论了对未来搜索的影响。