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量子力学力对暗物质的索姆伯菲效应

高能物理 - 唯象学 2025-11-11 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

量子力学力是仅在环级中出现的长程相互作用。在本工作中,我们研究了由量子力学力引起的暗物质 (DM) 湮灭截面积的索姆伯菲效应。量子力学力的一个显著特征是其在介子粒子背景中受到相干增强,这在宇宙学中许多情境中都发生。我们表明,这一效应对索姆伯菲效应和 DM 物理具有重要意义。我们首次计算了量子力学力引起的索姆菲因子,包括玻色子和费米子介子,以及背景修正。我们观察到索姆菲因子中存在若干在 Yukawa势的情况下不存在的新特征,例如无质量介子的温度诱导共振峰,以及在相同模型中对不同 DM 质量具有增强和抑制效应。作为直接应用,我们讨论了量子力学力引起的索姆伯菲效应影响的 DM 现象,包括热 froze 出、CMB 光谱失真以及 DM 间接探测。我们特别指出一个具有代表性的效果,这一效果在非热背景中的玻色子介子中发生索姆伯菲效应时与间接探测相关,其中 DM 质量因背景修正而改变,DM 湮灭有效截面积可为增强也可为抑制。这可能对 Milky Way 或其卫星星系中的 DM 搜索具有重要意义。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.12522,
  title  = {Sommerfeld Enhancement from Quantum Forces for Dark Matter},
  author = {Steven Ferrante and Maxim Perelstein and Bingrong Yu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.12522},
  year   = {2025}
}

备注

71 pages, 30 figures, 2 tables; v2: a new appendix added to discuss the regulator dependence of the quantum force effect, version accepted by JHEP