Unitaritätsgrenze für Dunkle Materie: Vernichtung Dunkler Materie und Unitaritätsgrenze

Linktabelle

• Zusammenfassung und Einleitung
• S-Matrix: Unitarität und ihre Konsequenzen
• Vernichtung dunkler Materie und Unitaritätsgrenze
• Niedertemperatur-Wiedererwärmung
• Einfrieren mit Niedertemperatur-Wiedererwärmung
• Zusammenfassung und Schlussfolgerung
• Danksagungen und Referenzen

3. Annihilation dunkler Materie und Unitaritätsgrenze

Die Boltzmann-Gleichung lässt sich nun auf die folgende vereinfachte Form reduzieren

Nun können wir die maximale thermisch gemittelte Rate für den r → 2-Prozess mit Hilfe von Gl. (3.2) erhalten, als

wobei g für die internen Freiheitsgrade der DM steht. Daher kann der Maximalwert des thermisch gemittelten s-Wellen-Vernichtungsquerschnitts für 3 → 2 wie folgt geschrieben werden:

Ebenso kann man den Maximalwert des thermisch gemittelten s-Wellen-Annihilationsquerschnitts für 4 → 2 auch wie folgt ausdrücken:

[3] Obwohl der Ausdruck in Gl. (3.5) unter Berücksichtigung gleicher Massen für alle an der Wechselwirkung beteiligten Teilchen abgeleitet wird, liefert er den maximalen thermisch gemittelten Wirkungsquerschnitt für WIMPs im Fall r = 2, in dem die Masse der Teilchen im Endzustand von der Masse der Teilchen im Anfangszustand abweichen kann.