精密宇宙学下的后场历冻结注入可行性研究

来自宇宙微波背景（CMB）温度涨落的 inflationary 可观测量预测，对于预测早期宇宙中的再加热动力学发挥着关键作用。在本工作中，我们强调 particularly $n_s$ 这一 inflationary 可观测量，如何在约束后场历暗物质（DM）生产方面发挥潜在作用。我们展示了一种新颖的约束非热 DM 通过 UV 冻结注入的方式，这种方式在实验室实验中往往难以捕捉。我们考虑一种在该热等离子体中通过五次维数算子产生 DM 的情形。通过再加热温度 $T_{\rm RH}$，$n_s$ 与 DM 余密度之间存在相互关联，使我们能够对 DM 参数空间进行约束。在最小化的 inflationary 模型参数和 DM 质量范围从 $1\,\rm MeV$ 到 $1\,\rm TeV$ 的情况下，我们发现仅凭 Planck 数据就能排除维数-五算子截断尺度 $\Lambda \lesssim 10^{12}\,\rm GeV$，这显著强于该最小情形下的所有其他现有约束。如果我们施加来自 Planck 和最近公布的 ACT 数据的联合预测，排除极限可达到太平洋尺度，以适用于 TeV 级暗物质。