WIMP幺正性界限之外热暗物质的路线图

我们研究热遗迹冻结的一般性质。对任意冻结过程给出了遗迹丰度的解析估计,说明了瞬时冻结何时适用以及当冻结缓慢时如何修正。借此推广了与观测丰度相匹配的暗物质质量与耦合之间的关系。该结果包含了研究充分的特例,如 WIMP、SIMP、共湮灭、共散射、逆衰变与禁戒通道,并推广至其之外。进而,这给出了任意热冻结过程对暗物质质量的近似微扰幺正性界限。我们表明,超越通过暗物质自湮灭(WIMP类,$m_{\rm DM}\gg\mathcal{O}(100~\rm TeV)$)冻结所允许的最大质量,预言存在与暗物质近乎简并的态且暗物质一般是亚稳的。我们展示了热遗迹的冻结如何允许暗物质质量高达普朗克标度。