重新审视原初 $^4\text{He}$ 对非弹性宏观暗物质的约束
宇宙学与河外天体物理
2016-11-23 v4 高能物理 - 唯象学
摘要
目前，关于宇宙演化的最佳模型要求暗物质约占宇宙能量内容的 。大多数解释暗物质微观本质的方法都假设其由本质弱相互作用粒子组成；然而，要与所有现存观测一致，并非必须如此。鉴于数十年来支持任何暗物质候选者的证据都不明确，考虑标准粒子情景的替代方案有强烈动机。一个这样的例子是宏观暗物质（macro dark matter），即一类候选者（macros）可与标准模型粒子强相互作用、具有大质量和物理尺寸，却表现为暗物质。完全非弹性散射的 macros 可能改变了元素的原初产生，且先前已获得依赖于宏观电荷的约束。在此，我们重新考虑非弹性相互作用的 macros 对原初产生的 丰度的影响现象学，并通过考虑改进的 原初丰度测量来修订先前的约束。此处推导的约束在适用性上仅限于具有表面势 MeV 的疏轻子型 macros。然而，我们分析的一个重要结论是，即使是中性 macros 也可能影响轻元素的丰度。因此，对该情景的约束是可能的，且目前是一个开放问题。
引用
@article{arxiv.1511.00570,
title = {Primordial $^4\text{He}$ constraints on inelastic macro dark matter revisited},
author = {David M. Jacobs and Gwyneth Allwright and Mpho Mafune and Samyukta Manikumar and Amanda Weltman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.00570},
year = {2016}
}
备注
v2: 5 pages; substantial improvement over the first version now includes consideration of Debye screening of the primordial plasma during BBN. Accepted by Phys. Rev. D