中微子门户与引力门户在 FIMP 暗物质中的相互作用

在具有极重右手中微子(RH)的经典 I 型跷跷板机制中，可通过 RH 中微子门户耦合到弱相互作用大质量粒子(FIMP)暗 sector 来解释暗物质。然而，对于大 RH 中微子质量，引力可起重要作用。我们研究了通过右手中微子的中微子门户与通过无质量自旋-2 引力子的引力门户在早期宇宙中产生暗物质粒子的相互作用。作为一个具体例子，我们考虑具有两个 RH 中微子的最小且现实的 Littlest Seesaw 模型，并扩充一个在全局 $U(1)_D$ 暗对称性下带电的暗标量和暗费米子。在模型中，通常的跷跷板中微子 Yukawa 耦合和 RH 中微子质量(最轻约 $5\times 10^{10}$ GeV)由中微子振荡数据和 leptogenesis 固定。因此，我们探索了两个 RH 中微子门户耦合、两个暗粒子质量和宇宙再加热温度的参数空间，其中通过 freeze-in 机制实现正确的暗物质遗迹丰度。我们特别强调了哪类过程主导暗物质产生。我们发现，尽管存在引力门户，在某些参数空间区域暗物质产生依赖于通常的跷跷板中微子 Yukawa 耦合，从而实现了暗物质与中微子现象学之间的直接联系。最后，我们报告了中微子门户耦合的阈值，低于该值中微子门户无关且 Planckian Interacting Dark Matter 范式得以保持。