নিম্ন-তাপমাত্রা পুনঃউষ্ণকরণের পরিস্থিতিতে ডার্ক ম্যাটারে একতা আবদ্ধ: সারাংশ এবং উপসংহার

লিঙ্কের টেবিল

• বিমূর্ত এবং ভূমিকা
• এস-ম্যাট্রিক্স: একতা এবং এর পরিণতি
• ডার্ক ম্যাটার অ্যানিহিলেশন এবং একতা আবদ্ধ
• নিম্ন-তাপমাত্রা পুনরায় গরম করা
• একটি নিম্ন-তাপমাত্রা পুনরায় গরম করার সাথে ফ্রিজ-আউট
• সারসংক্ষেপ এবং উপসংহার
• স্বীকৃতি এবং রেফারেন্স

6. সারাংশ এবং উপসংহার

গ্যালাক্সির অভ্যন্তরে এটিকে ধরে রাখার জন্য ডি ব্রোগলি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের (DM) প্রয়োজনীয়তা এবং স্টারলার গ্যালাক্সি ক্লাস্টারের স্থায়িত্ব যথাক্রমে DM ভরের নিম্ন এবং উপরের সীমানা প্রদান করে DM-এর জন্য একটি বিস্তৃত অনুমোদিত ভর পরিসীমা রাখে। DM-এর কিছু বৈশিষ্ট্য উল্লেখ করলে ভর পরিসর আরও শক্ত হতে পারে। মজার ব্যাপার হল, কেউ প্রাথমিক মহাবিশ্বে DM-এর তাপীয় উৎপাদন নির্দিষ্ট করে মডেল-স্বাধীন উপরের সীমানা স্থাপন করতে পারে। বিক্ষিপ্ত ম্যাট্রিক্স থেকে পরিলক্ষিত DM প্রাচুর্য এবং আংশিক তরঙ্গের একতা যৌথভাবে DM ভরের উপর একটি উচ্চ সীমা স্থাপন করে। প্রাথমিকভাবে, একটি সাধারণ সংখ্যা-পরিবর্তন প্রক্রিয়া 2 → r এর জন্য স্থিতিস্থাপক ক্রস সেকশনের উপরের সীমাগুলি অপটিক্যাল উপপাদ্য, ম্যাট্রিক্স উপাদান এবং প্রক্রিয়াটির জন্য ইলাস্টিক স্ক্যাটারিং ক্রস সেকশনের সাহায্যে বের করা যেতে পারে। এর পরে, বিশদ ভারসাম্যের নীতিটি ব্যবহার করে r → 2 প্রক্রিয়ার জন্য তাপীয় গড় ক্রস বিভাগ পেতে পারেন। অবশেষে, তাপগত গড় ক্রস সেকশনে এককতা সীমা DM ভরের উপরের সীমাতে অনুবাদ করে যা অবশেষ ঘনত্বের সীমাবদ্ধতাকে সন্তুষ্ট করে। এটা জানা যায় যে 2 → 2 এবং 3 → 2 DM নির্মূল প্রক্রিয়ার জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত DM ভর যথাক্রমে প্রায় 130 TeV এবং 1 GeV। যাইহোক, এই সীমাগুলি শুধুমাত্র কণা পদার্থবিদ্যা মডেলের উপর নির্ভর করে না, তবে মহাবিশ্বের মহাজাগতিক বিবর্তনের উপর একটি শক্তিশালী নির্ভরশীলতা রয়েছে, যদি মহাবিশ্ব তথাকথিত "মানক মহাজাগতিক দৃশ্যকল্প" অনুসরণ করে তবেই বৈধ।

পরিবর্তে, এই নিবন্ধটি নিম্ন-তাপমাত্রা পুনরায় গরম করার দ্বারা চিহ্নিত অ-মানক মহাজাগতিক সেটআপগুলিতে আবদ্ধ DM ভরকে অন্বেষণ করে। বিশেষ করে, আমরা i ) কাইনেশন-সদৃশ পরিস্থিতিতে ফোকাস করি, যেখানে প্রারম্ভিক মহাবিশ্ব একটি শক্তির ঘনত্ব সহ একটি তরল দ্বারা আধিপত্য ছিল যা মুক্ত বিকিরণের চেয়ে দ্রুত মিশ্রিত হয়, এবং ii ) প্রাথমিক পদার্থ-প্রধান পরিস্থিতি, যেখানে একটি শক্তি ঘনত্ব সহ একটি উপাদান যেটি অ-আপেক্ষিক পদার্থ হিসাবে স্কেল করে প্রাথমিক মহাবিশ্বে আধিপত্য বিস্তার করে এবং অবশেষে SM কণাতে ক্ষয় হয়।

প্রথমত, আমরা কাইনেশন-সদৃশ মহাবিশ্ব অধ্যয়ন করি, যা স্ট্যান্ডার্ড রেডিয়েশন-প্রধান ছবির তুলনায় DM-এর পরিলক্ষিত প্রাচুর্যকে পরিপূর্ণ করার জন্য একটি বৃহত্তর তাপীয়-গড় বিনাশ ক্রস সেকশনের দাবি করে, যেহেতু এই ক্ষেত্রে, ফ্রিজ-আউট প্রথম দিকে ঘটে। ফলস্বরূপ, DM ভরের উপরের আবদ্ধতা স্ট্যান্ডার্ড ক্ষেত্রের তুলনায় আরও কঠোর হয়ে ওঠে। উদাহরণস্বরূপ, যদি পুনরায় গরম করার তাপমাত্রা কয়েকটি MeV-এর মতো কম হয় (বিগ ব্যাং নিউক্লিওসিন্থেসিস যুগের শুরুর সাথে সম্পর্কিত), DM ভর m ≲ 130 TeV-এর স্বাভাবিক সীমা WIMP-এর জন্য কয়েকটি TeV-এ কমিয়ে আনা যেতে পারে।

বন্ধ করার আগে, আমরা জোর দিয়ে বলতে চাই যে আদি মহাবিশ্বের বিবর্তন মূলত অজানা। মহাজাগতিক মুদ্রাস্ফীতির শেষ থেকে পদার্থ-বিকিরণ সমতা পর্যন্ত স্ট্যান্ডার্ড-মডেল বিকিরণ দ্বারা আধিপত্য একটি মহাবিশ্বের আদর্শ অনুমান, একত্রে একটি ইনফ্লাটন-প্রধান থেকে একটি বিকিরণ-প্রধান মহাবিশ্বে রূপান্তর সহ খুব প্রাথমিক সময়ে ঘটে যাওয়া, এর জন্য নেওয়া যায় না। মঞ্জুর এটি মাথায় রেখে, এখানে আমরা নিম্ন-তাপমাত্রা পুনরায় গরম করার পরিস্থিতির ক্ষেত্রে DM-এর উপর আবদ্ধ ঐক্যের প্রভাব অধ্যয়ন করেছি।