通过引力波谱形状探测无奇迹 WIMP 暗物质
高能物理 - 唯象学
2022-07-29 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们提出了一种针对大质量范围内弱相互作用大质量粒子(WIMP)暗物质(DM)候选者的新颖探测方案，这些候选者未达到满足正确热遗迹丰度所需的湮灭率，被称为\textit{无奇迹 WIMP}。若 DM 相互作用由类似 B-L 的阿贝尔规范玻色子介导，其湮灭率对于极高尺度的 B-L 对称性破缺通常仍小于 WIMP 的典型值，从而导致过量产生。热过产生的遗迹通过来自三个右手中微子(RHN)之一的晚期熵稀释而被带入观测限制内，这些 RHN 的存在使模型无反常并生成轻中微子质量。这种晚期熵注入导致了由 B-L 对称性破缺形成的宇宙弦所产生的引力波(GW)的特殊谱形状。我们发现 DM 质量与 GW 谱的转折频率之间存在有趣关联，后者在未来实验可及范围内。另外两个 RHN 在通过轻子生成产生轻中微子质量和宇宙重子不对称性方面起主要作用。无奇迹 WIMP 与成功的轻子生成共同将转折频率限制在近未来 GW 实验的灵敏度范围内。
引用
@article{arxiv.2202.10474,
title = {Probing Miracle-less WIMP Dark Matter via Gravitational Waves Spectral Shapes},
author = {Debasish Borah and Suruj Jyoti Das and Abhijit Kumar Saha and Rome Samanta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.10474},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 4 captioned figures, published in Phys. Rev. D (Letter)