暴胀子通向高度退耦的EeV暗物质粒子的门户

我们探讨了在暴胀子是可见 sector 与隐藏 sector 之间唯一媒介的背景下产生暗物质遗迹丰度的可能性。由于暴胀子场质量相对较大，此类门户导致暗 sector 与可见 sector 之间极其微弱的交互，意味着暗 sector 无法与可见 sector 达到任何热平衡。在暴胀子衰变使两个 sector 均被占据后，重暗物质粒子在暗 sector 内部热退耦。随后，一个更轻的暗粒子（其衰变宽度自然被暴胀子传播子压低）在主导宇宙能量密度后衰变至可见 sector。该过程通过向可见 sector 注入熵而稀释了暗物质遗迹密度。我们表明，暴胀子质量$\mathcal{O}(10^{13})$ GeV连同量级为一的耦合，完全兼容暗物质遗迹丰度$\Omega h^2\sim 0.1$。作为该模型的一般特征，熵稀释机制伴随一段早期物质主导时期，其修改了容纳Planck数据所需的暴胀e-fold数量。此外，暴胀子与暗、可见 sector 的耦合给暴胀势带来圈贡献，可能使暴胀轨迹失稳。综合考虑所有这些互补约束，我们表明，在诸如$\alpha$-吸引子模型的平台暴胀情景中，暴胀子可构成可见 sector 与$\sim 10$ EeV暗物质候选者之间的可行媒介。进而我们表明，对未来张标比和谱指数的更严格约束有可能排除此类暗物质情形。