由 21 厘米吸收看 MeV 暗物质可能的 s 波湮灭

CMB 观测对以 s 波湮灭为带电态/光子的 MeV 暗物质（DM）施加了严格约束，而 EDGES 近期报道的宇宙黎明时期 21 厘米吸收观测也对 MeV DM 的 s 波湮灭极为严苛。文献中考虑了在冻结期以 p 波主导湮灭的毫带电 DM，通过光子介导的散射冷却氢，以解释 21 厘米吸收。本文中，我们聚焦于毫带电 DM 的湮灭为 s 波主导的情形。为解释 21 厘米吸收，同时与 CMB 及 21 厘米吸收对 DM 湮灭的界限相容，我们考虑接近共振的湮灭，其中新媒介子（此处为暗光子）质量略高于毫带电 DM 质量的两倍。在此情形下，温度 $T \to 0$ 时的湮灭截面可远小于 $T_f$ 时的截面，从而能被 DM 湮灭界限所容忍，避免 DM s 波湮灭对氢气体的过量加热。束流转储与轻子对撞机实验可用于通过产生不可见暗光子来搜寻毫带电 DM。