Selbstwechselwirkende Dunkle Materie mit skalares Dilepton-Mediator

Der Kandidat für kalte dunkle Materie (CDM) mit schwach wechselwirkenden massiven Teilchen kann erfolgreich die beobachtete Relikt-Dichte der dunklen Materie auf kosmischer Skala und die großräumige Struktur des Universums erklären. Allerdings scheinen eine Reihe von Beobachtungen auf der Skala der Satellitengalaxien inkonsistent mit CDM-Simulationen zu sein. Dies ist als das Kleinskalenproblem der CDM bekannt. In den letzten Jahren wurde gezeigt, dass selbstwechselwirkende dunkle Materie (SIDM) mit einem leichten Mediator eine vernünftige Erklärung für das Kleinskalenproblem bietet. Wir nehmen ein einfaches Modell mit SIDM an und konzentrieren uns auf die Auswirkungen der Sommerfeld-Verstärkung. In diesem Modell ist der Kandidat für dunkle Materie ein leptonskalaren Teilchen mit einem leichten Mediator. Wir haben bevorzugte Regionen des Parameterraums mit geeigneten Massen und Kopplungsstärken gefunden, die eine Relikt-Dichte erzeugen, die mit der beobachteten CDM-Relikt-Dichte übereinstimmt. Darüber hinaus erfüllt dieses Modell die Einschränkungen aktueller direkter Suchen und indirekter Nachweise für dunkle Materie sowie die effektive Anzahl der Neutrinos und die beobachtete Kleinskalenstruktur des Universums. Zudem kann dieses Modell mit den favorisierten Parametern die Diskrepanzen zwischen astrophysikalischen Beobachtungen und N-Körper-Simulationen lösen.