非极小耦合矢量玻色子暗物质

我们考虑一个简单的阿贝尔矢量暗物质（DM）模型，其中仅暗物质 $(\widetilde{X}_\mu)$ 通过形如 $\sim \widetilde{X}_\mu\,\widetilde{X}^\mu\,\widetilde{R}$ 的算符非极小耦合到背景时空的标量曲率 $(\widetilde{R})$。通过考虑标准冻结出（freeze-out）情景，我们表明，对于耦合强度 $\xi\sim\mathcal{O}\left(10^{30}\right)$ 和 DM 质量 $m_X\lesssim 55$ TeV，可以在直接探测实验中探测此类非极小耦合 DM，且满足 Planck 观测的遗迹丰度和微扰幺正性。我们还讨论了由非极小耦合主导的通过冻结入（freeze-in）产生的 DM，其要求 $\xi\lesssim 10^{-5}$ 以在取决于再加热温度选择的较大 DM 质量范围内产生观测到的 DM 丰度。我们进一步表明，即使不存在非极小耦合，也可以通过无质量引力子介导的浴粒子 2 到 2 散射产生全部观测到的 DM 丰度。