大 $N$ 噩梦暗物质

暗QCD扇区是标准模型（SM）一个相对最小的扩展，它容纳暗物质（DM）候选者，但除引力相互作用外不需要与可见扇区的门户：这是DM探测的“噩梦场景”。我们考虑一个隐蔽暗扇区，包含单一味轻的、矢量样的暗夸克，其规范群为 $SU(N)$。在大-$N$ 极限下，这一单味理论变得高度可预测，生成两个DM候选者，其质量和动力学由少数参数描述：一个轻的夸克-反夸克束缚态，即 $\eta'$ 介子的暗类比，以及一个由 $N$ 个夸克组成的重束缚态，即 $\Delta^{++}$ 重子的暗类比。我们展示后者可能以与禁闭尺度无关的丰度冻结入，形成 $N \lesssim 10$ 的DM类遗迹，而前者可能通过同类相食和冻结出生成DM。我们研究这一双组分DM系统的相互作用，并确定禁闭尺度、暗-可见扇区温度比以及 $N$ 的特征范围，在纳入自相互作用约束以及BBN和CMB时期有效自由度界限后，这些范围允许未被排除的DM。