通过 freeze-in 机制产生的强自相互作用矢量暗物质

我们研究了一个矢量暗物质（VDM）模型，其中暗部门通过 Higgs portal 与标准模型部门耦合。若 portal 耦合足够小，VDM 可通过 freeze-in 机制产生。结果表明，电弱相变对 VDM 残留密度的预测有重大影响。我们进一步假设赋予 VDM 质量的暗 Higgs 玻色子足够轻，以至于能够诱导强烈的 VDM 自相互作用并解决宇宙的小尺度结构问题。正如最新 LUX 数据所示，freeze-in 机制所要求的极小 Higgs portal 耦合意味着暗物质直接探测界限很容易被满足。然而，该模型受到来自 BBN、CMB、AMS-02 以及弥漫 $\gamma$/X 射线的 VDM 间接探测的严格约束。因此，只有当暗 Higgs 玻色子质量至多为 ${\cal O}({\rm keV})$ 时，才存在一个参数区域，能够导致正确数量的 VDM 残留丰度和适当的 VDM 自散射，同时满足所有其他约束。