具有重轴微子的超对称模型中的混合轴子/引力微子暗物质

我们研究了以质量层级 $m_{\text{gravitino}} \ll m_{\text{neutralino}} \ll m_{\text{axino}}$ 为特征的超对称轴子模型中的暗物质产生率。在此类模型中，预期暗物质由轴子/引力微子混合物组成。在阐述了这种质量层级可能产生的动机后，我们考察了超对称 Kim-Shifman-Vainshtein-Zakharov (KSVZ) 模型、超对称 Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitsky (DFSZ) 模型以及包含 KSVZ 和 DFSZ 两者贡献的混合模型中的暗物质产生。引力微子可以通过热过程产生，也可以通过轴微子、标轴微子或中性微子的衰变非热产生。考虑到热过程和非热过程，我们获得了由于引力微子过量产生而对 $T_R$ 设定的上限。当 $T_R$ 接近上限时，暗物质往往以引力微子为主；但当 $T_R$ 远低于上限时，轴子主导更为典型，尽管在许多情况下我们发现轴子和引力微子的混合物比例相当。在此类模型中，我们最终预期能探测到残余轴子，但不会观测到 WIMP 信号，尽管超对称性最终应在对撞机上被发现。