具有大质量媒介子的隐匿暗物质场景中的遗迹丰度

我们在一个隐匿暗物质 (DM) 场景中研究暗物质粒子 $d$ 的遗迹丰度，其中 $d$ 数目减少的过程主要通过 $dd \to mm$ 散射过程而非 $d$ 湮灭为标准模型粒子对发生，随后媒介子粒子 $m$ 发生衰变。本文指出，即使媒介子质量 $m_m$ 与暗物质粒子质量 $m_d$ 相比不可忽略地重，也可以实现宇宙学观测到的暗物质遗迹丰度。在 $d$-$m$ 简并情形 ($m_d=m_m$) 下，通过将 $dd \to mm$ 散射振幅调得足够大并选择合适的媒介子粒子寿命，可实现暗物质遗迹丰度。早期宇宙中的暗物质演化展现出特征性的“阶地”行为，即两步式的数密度下降行为，在第一步出现“虚假”冻结。基于这些观察，引入了一种构建暗物质模型的新可能性，其中媒介子粒子 $m$ 与暗物质粒子 $d$ 在一个近似的暗对称多重态中统一。提出了一个 pion 型暗物质模型，以在可重整化的场论框架中阐释这一想法。