粒子模型与暗物质的小尺度结构

早期宇宙中弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的动力学退耦设定了一个尺度，该尺度可以直接转化为物质密度涨落谱中的一个小尺度截断。这里提出的形式体系允许精确描述退耦过程，从而根据底层WIMP微观物理的细节高精度地确定这一尺度。对于从几MeV到几GeV的退耦温度，将形成的最小原晕质量范围在$10^{-11}$到几乎$10^{-3}$太阳质量之间——这比早期使用退耦温度的数量级估计所发现的范围略小；对于给定的WIMP模型，实际截断质量通常比那种方式推导出的结果大约一个数量级，尽管在某些情况下差异可能高达数百倍。本文讨论了观测后果以及探测这种小尺度截断的前景，这将为了解暗物质的粒子本质提供一个迷人的新窗口。