早期宇宙中暗物质的快速束缚态形成
高能物理 - 唯象学
2020-04-29 v2 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 理论
摘要
重新考虑了暗物质（DM）及共湮灭伙伴的热退耦描述。若 DM 实现于约 TeV 质量区及以上，即便最重的电弱力载流子也可充当长程力，导致存在亚稳态 DM 束缚态。后者的形成与随后衰变在冻结过程中于 Sommerfeld 增强之外进一步耗尽遗迹密度，允许更大的 DM 质量。尽管迄今束缚态形成通过发射在壳媒介子（、、、、光子或外来的）来描述，我们指出该特定过程一般而言不必是主导的散射-束缚态转换通道。若媒介子以直接方式耦合到早期宇宙中存在的任何相对论性物种，束缚态形成可通过粒子散射高效发生，其中媒介子以虚方式交换。为证明这种虚激发的转换过程即便在所有温度下也可主导在壳发射，我们分析了一个简化模型，其中 DM 通过电弱尺度媒介子仅耦合到原初等离子体中一个相对论性物种。我们发现通过粒子散射的束缚态形成截面可超过在壳发射达数个数量级。
引用
@article{arxiv.1910.11288,
title = {Rapid bound-state formation of Dark Matter in the Early Universe},
author = {Tobias Binder and Kyohei Mukaida and Kalliopi Petraki},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.11288},
year = {2020}
}
备注
9 pages, 2 figures