SUSY DFSZ 轴子模型中的混合轴子/中性微子暗物质

我们研究了 SUSY DFSZ 轴子模型中混合轴子/中性微子冷暗物质的产生，该模型中轴子超场与希格斯超场耦合。我们计算了各种轴微子（axino）和标轴子（saxion）的衰变模式及其衰变温度，以及热和非热产生率。对于具有标准不足丰度（SUA）的类希格斯微子暗物质（DM）的 SUSY 基准模型，我们发现当 PQ 能标 $f_a< 10^{12}$ GeV 时，暗物质丰度主要由轴子组成，因为标轴子/轴微子的衰变发生在标准中性微子冻结之前，因此其丰度保持受抑。对于 $10^{12}<\sim f_a<\sim 10^{14}$ GeV，标轴子/轴微子的衰变发生在中性微子冻结之后，因此中性微子丰度通过衰变产生及随后的再湮灭而增强。对于 $f_a>\sim 10^{14}$ GeV，中性微子暗物质和暗辐射通常都会过量产生。通过审慎的参数选择，可以抑制这些过量，使combined 中性微子/轴子丰度与测量值一致。我们还考察了具有标准过量丰度（SOA）的类宾诺（bino）暗物质的 SUSY 基准模型，该模型通常因中性微子暗物质丰度过大而在 $f_a<\sim 10^{15}$ GeV 时被排除。对于 $f_a>\sim 10^{15}$ GeV 和较低的标轴子质量，标轴子衰变产生的大量熵可以稀释所有遗迹，从而使 SOA 模型符合所有约束。