超冷相位转变下冻结型WIMP暗物质的局限性

我们重新审视了通过早期宇宙中超冷一级相变（FOPT）触发的弱相互作用巨型粒子（WIMP）暗物质冻入机制的可能性。不同于传统的冻出和FIMP场景，此机制依赖于快速的熵注入，这会稀释预先存在的暗物质丰度，并由于突发的质量增加而防止重新平衡。在本研究中，我们系统性地检验了各种单组分暗物质模型——包括向量、费米子和标量介导的候选者——以评估它们是否满足关键宇宙学条件T2 >> T1，以实现FOPT后的成功WIMP冻入。与先前结果不同，我们的修订分析发现，无论是在哪些可行的参数空间中，都没有任何模型满足这一条件。我们确认的是，参考文献[1]中分析的标量暗物质模型是唯一已知能够满足T2 >> T1并通过此机制实现WIMP冻入的单组分模型。这些发现对模型构建工作提出了重要约束，表明FOPT后的成功冻入可能需要多组分或更复杂的暗物质簇，超出最小模型的范围。