通过相空间分布重新审视暗物质冻结产生与冻结消失

我们通过求解相空间分布 $f(p,t)$ 层面的 Boltzmann 方程，重新审视经由冻结产生（freeze-in）与冻结消失（freeze-out）的暗物质产生过程。以 $2\to2$ 湮灭与 $1\to2$ 衰变过程为例，我们将所得暗物质遗迹丰度与数密度方法的结果进行比较。在冻结产生与冻结消失的过渡区间，我们发现差异可能相当显著，若忽略暗物质粒子湮灭或衰变中介粒子的过程，差异甚至可达数量级。在 $2\to2$ 与 $1\to 2$ 过程中的冻结产生也可导致非热相空间分布，或在非平衡衰变下产生多峰分布，这可能潜在影响晚期的结构形成。我们还研究了弹性散射如何扭曲此类非热分布。