数值分析自相互作用暗物质

我们以模型无关的方式考虑具有轻媒介子的自相互作用暗物质（SIDM）情形，其可缓解小尺度宇宙学中的两个长期问题，即尖点—核与过大而失败。我们选择汤川势来实现 DM 粒子之间作为自相互作用一部分的媒介子交换。我们研究了一系列媒介子质量（$m_Z'$）下自相互作用转移截面的动力学。此外，建立了截面与 DM 粒子相对速度之间的关系，从而确保对小尺度 DM 危机的解决。与早期工作相比，我们获得的数值结果更高效，因为我们使用了更少的 $\ell$ 模来达到截面计算中的同等精度。为了更好地理解 SIDM 参数空间，我们利用行为与汤川势相似的 Hulthén 势，对转移截面对其他重要 SIDM 参数的依赖性进行了分析分析。本文还详细研究了使用玻尔兹曼方程的粒子动力学演化以及 Sommerfeld 增强对此类计算的影响。我们还提供了一个标准模型的最小无反常轻子亲专扩展，可在该框架中纳入 SIDM 及其媒介子候选者。