keV 能区轻耦合暗物质：冻结产生与约束

由热冻结产生的暗物质通常受限为质量高于约 1 MeV。然而，若耦合较小，冻结产生机制允许产生低至 keV 质量的暗物质。我们考虑了耦合于与光子混合的暗光子的暗物质，以及通过电或磁偶极矩耦合于光子的暗物质。我们讨论了标准模型费米子-反费米子湮灭和等离激元衰变对此类暗物质粒子冻结产生过程的贡献。我们还根据红巨星和水平分支星的冷却推导了对此类暗物质的约束，仔细评估了热过程以及对于质量高于等离子体频率时占主导的轫致辐射过程。我们发现，由冻结产生获得观测再 relic 丰度所需的参数在几十 keV 以下被排除（取决于暗光子门户模型的暗规范耦合常数取值），而在几 keV 以下被排除（取决于具有电或磁偶极矩暗物质的再加热温度）。尽管实验室探测通常不太可能探测这些冻结产生情形，我们表明，对于具有电或磁偶极矩且质量高于再加热温度的暗物质，由冻结产生获得观测再 relic 丰度所需的耦合可部分由即将到来的直接探测实验探查。