轻冻结暗物质的物质功率谱：有或没有自相互作用

我们研究轻冻结暗物质的自由流效应。在暗 sector 中自然可找到暗物质相关耦合，此类耦合可能引发暗物质自散射。若此类散射为次主导，暗物质配分函数非热化而由冻结过程决定，但其高动量侧通常也受玻尔兹曼抑制。我们展示物质功率谱在形状上非常类似于温暗物质（WDM）者。当与当前 WDM 界限匹配时，24 keV 冻结暗物质在 $2\sigma$ 置信水平被排除。若暗物质自散射强且在极晚时刻退耦，通过新的数值计算我们展示早期布朗运动确实保护功率谱免受自由流抑制。然而，此效应不能仅由自由流长度刻画；我们发现自散射退耦时间是另一必要参数。当前感兴趣的暗物质自相互作用截面 $\sim\text{cm}^2/\text{g}$ 恰处于此种保护生效的临界。