由熵稀释产生的轻暗物质
高能物理 - 唯象学
2020-03-18 v2
摘要
我们表明，若在相对论状态下与标准模型（SM）等离子体退耦的热遗迹随后经历一段加热 SM 而非暗区的熵稀释时期，则该遗迹可成为可行的暗物质（DM）候选者。此类经稀释的热遗迹可轻至 keV，同时构成全部暗物质，且与宇宙学与天体物理测量不相冲突。所需的稀释可通过在早期物质主导时期主宰宇宙能量预算的重态衰变实现。该重态衰变为 SM 粒子，加热 SM 等离子体，并稀释隐 sector。早期宇宙中使两 sector 达到平衡所需的交互作用，对作为退耦温度函数的最大可能稀释施加了上限。作为经稀释热遗迹 DM 的示例，我们考虑具有重型暗光子媒介的轻狄拉克费米子。我们给出了当前与未来地面实验、天体物理及宇宙学对该模型的限制。
引用
@article{arxiv.1910.06319,
title = {Light Dark Matter from Entropy Dilution},
author = {Jared A. Evans and Akshay Ghalsasi and Stefania Gori and Michele Tammaro and Jure Zupan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.06319},
year = {2020}
}
备注
38 pages, 8 figures, to be published in JHEP, v2: ref added, substantial revisions in free-streaming constraints, minor revisions elsewhere