超对称模型中的混合轴子/中性子冷暗物质
高能物理 - 唯象学
2015-05-27 v1 高能天体物理现象
摘要
我们考虑超对称(SUSY)模型，其中强CP问题通过Peccei-Quinn (PQ)机制解决，并伴随有轴子/轴微子超多重态。我们研究R宇称守恒模型，其中中性子是最轻的超对称粒子，因此中性子和轴子的混合物充当冷暗物质。混合轴子/中性子冷暗物质(CDM)情景可以匹配测得的暗物质丰度，适用于通常给出的热中性子丰度值过低的超对称模型，例如具有wino型或higgsino型暗物质的模型。通常的热中性子丰度可以通过热产生的轴微子衰变为中性子，随后中性子在远低于冻结温度的温度下重新湮灭而显著增强。在这种情况下，残余密度通常由中性子主导，并且约为~(f_a/N)/m_{axino}^{3/2}。如果轴微子衰变发生在中性子冻结之前，那么中性子丰度可以通过残余轴子得到增强，以匹配测得的丰度。来自晚期轴微子衰变的熵产生可以减少轴子丰度，但最终不会减少中性子丰度。在混合轴子/中性子CDM模型中，有可能同时探测到WIMP和轴子作为暗物质残余。我们还讨论了由于saxion的产生和衰变可能对我们结果进行的修改。在附录中，我们给出了辐射、物质和衰变粒子主导宇宙中的哈勃膨胀率以及轴子和中性子残余密度的表达式。
引用
@article{arxiv.1103.5413,
title = {Mixed axion/neutralino cold dark matter in supersymmetric models},
author = {Howard Baer and Andre Lessa and Shibi Rajagopalan and Warintorn Sreethawong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1103.5413},
year = {2015}
}
备注
31 pages including 21 figures