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惰性中微子暗物质:相对论性冻结

高能物理 - 唯象学 2023-05-31 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

长寿命的惰性中微子可以扮演暗物质的角色。我们考虑了这种中微子与一个单态标量粒子形成热浴,但不与标准模型场处于热平衡的可能性。最终,中微子暗物质在暗扇区经历冻结,这可以在非相对论和相对论两种状态下发生。为了解释后一种可能性,我们在反应率计算中使用了具有有效化学势的完整费米-狄拉克和玻色-爱因斯坦分布函数。这使我们能够详细研究冻结过程,并获得必要的热化条件。我们发现相对论性冻结发生在参数空间的一个相对较小的部分。与标准的弱相互作用大质量粒子(WIMP)场景相比,允许的暗物质质量可扩展到10410^4 TeV,而不与微扰性冲突。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.09515,
  title  = {Sterile neutrino dark matter: relativistic freeze-out},
  author = {Oleg Lebedev and Takashi Toma},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.09515},
  year   = {2023}
}

备注

15 pages; references added, to appear in JHEP