作为暗物质粒子的 KeV 马约拉子

我们考虑一种相互作用非常弱的 KeV 马约拉子作为暗物质粒子（DMP），它同时提供了临界密度 $\rho_{cr} = 1.88 \times 10^{-29} h^{2}$ $g/cm^{3}$ 和星系形成的星系尺度 $M_{gal} \sim m^{3}_{Pl}/m^{2}_{J} \sim 10^{12} M_{\odot} (m_{J}/1 KeV)^{-2}$。马约拉子仅通过一些新的“直接相互作用粒子”（DIPS）与轻子耦合，这保证了耦合常数足够小。如果这些 DIPS 的质量大于表征全局轻子对称性自发破缺的标度 $V_s$，则它们在相应的相变（$T \sim V_s$）中不存在，马约拉子在相变过程中产生，并且在宇宙历史中从未处于热平衡状态。在另一种情况 $m_{DIP} < V_{s}$ 下，马约拉子可以短暂地处于热平衡状态。这种情景不被核合成所禁止，并给出了与 COBE 相符的合理的密度涨落增长因子。一个可能的信号是来自衰变 $J \to \gamma + \gamma$ 的 X 射线谱线，能量为 $E_\gamma = \frac{m_J}{2}$。我们描述了一个模型，该模型实现了 KeV 马约拉子作为 DMP 的可能性，并可能导致诸如 $\mu \ra e \gamma$ 和 $\mu \ra 3e$ 等衰变具有可观测的速率。