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通过超对称希格斯门户的 keV 温暗物质

高能物理 - 唯象学 2009-12-04 v3 天体物理学

摘要

温暗物质(WDM)可能解决观测到的星系晕与冷暗物质(CDM)模拟产生的晕之间可能存在的冲突。在这里,我们提出了 MSSM 的一个扩展,通过添加一个规范单态费米子 χˉ\bar{\chi},并使其与 MSSM 希格斯二重态具有门户型耦合,从而包含 WDM。该模型具有暗物质{\it 必然是温的}这一性质。在 MχˉM_{\bar{\chi}} 主要来自电弱对称性破缺的情况下,χˉ\bar{\chi} 的质量完全由其遗迹密度和再加热温度 TRT_R 决定。对于 102 GeV<TR<105 GeV10^2 \text{ GeV} < T_{R} < 10^{5} \text{ GeV}(这是通过热希格斯湮灭产生 χˉ\bar{\chi} 所允许的范围),χˉ\bar{\chi} 的质量在 0.3-4 keV 范围内,正是 WDM 所需的范围。当再加热温度在 TR10100 TeVT_R \approx 10-100 \text{ TeV} 范围内时,原初相空间密度 QQ 可以直接解释在矮椭球星系中观测到的值,Q5×106(eV/cm3)/(km/s)3Q \approx 5 \times 10^{6} (\text{eV}/\text{cm}^3)/(\text{km}/\text{s})^3,此时 Mχˉ0.45 keVM_{\bar{\chi}} \approx 0.45 \text{ keV}。自由流长度在 0.3-4 Mpc 范围内,这可以足够小,以缓解 CDM 模拟中星系子结构过度产生和低角动量的问题。

关键词

引用

@article{arxiv.0809.0247,
  title  = {keV Warm Dark Matter via the Supersymmetric Higgs Portal},
  author = {John McDonald and Narendra Sahu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0809.0247},
  year   = {2009}
}

备注

6 pages LaTeX, Significantly expanded discussion. To be published in Physical Review D