来自惰性中微子的混合暗物质论据

惰性中微子是 SU(2) 单态，通过质量矩阵与活性中微子混合，其对角化导致通过标准模型顶点耦合的质量本征态。我们在一组最小假设下研究重中微子通过标准模型带电流和中性流顶点的宇宙学产生：i) 质量基包含重中微子的层级结构，ii) 这些重中微子与活性(味)中微子具有非常小的混合角，iii) 标准模型粒子，包括轻的(类活性)中微子处于热平衡。产生类活性中微子的相同弱相互作用过程也产生较重的物种。我们引入描述其产生、冻结和衰变的动力学方程，并讨论在宽温度范围内导致其产生的各种过程，评估其作为暗物质候选者的可行性。我们确定了有限温度集体激发导致重物种产生的过程。作为一个具体例子，我们考虑在 QCD 渡越后不久通过 π 介子衰变产生重中微子，包括对 π 介子形状因子和质量的有限温度修正。我们考虑允许产生重中微子的不同衰变通道，表明其冻结分布函数表现出“运动学纠缠”效应，并主张它们作为混合暗物质候选者的可行性。我们讨论丰度、相空间密度和稳定性约束，主张寿命 $\tau> 1/H_0$ 的重中微子冻结出局部热平衡，并\emph{猜想}寿命 $\tau \ll 1/H_0$ 的那些可能经历级联衰变为较轻的 DM 候选者和/或将 non-LTE 中微子注入宇宙背景中微子。我们提供了与通过活性-惰性混合的非共振产生的比较。