亚MeV暗物质的冻结产生宇宙学
宇宙学与河外天体物理
2021-09-15 v1 高能物理 - 唯象学
摘要
暗物质(DM)可能是通过轻媒介冻结产生(freeze-in)的遗迹，其中DM由热标准模型等离子体中极微弱、红外主导的过程产生。在DM质量低于MeV尺度的最简单可行模型中，DM具有小的有效电荷，并以非热相空间分布诞生。该DM候选者将导致对标准宇宙学演化的可观测偏离。在本工作中，我们结合来自宇宙微波背景(CMB)、莱曼-α森林、类星体透镜、恒星流和银河系卫星丰度的数据，对冻结产生DM质量设定了高达∼20 keV的下限，确切约束取决于DM是否在其自身扇区中热化。我们对CMB-S4实验、再电离时代氢阵列和Vera Rubin天文台进行了预测，发现可探索高达∼80 keV的冻结产生DM质量。这些宇宙学探测与提议的用于搜寻该DM候选者的直接探测努力高度互补。
引用
@article{arxiv.2011.08186,
title = {The cosmology of sub-MeV dark matter freeze-in},
author = {Cora Dvorkin and Tongyan Lin and Katelin Schutz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.08186},
year = {2021}
}
备注
5+17 pages, 3+9 figures