暗黒物質のユニタリー性限界: 暗黒物質の消滅とユニタリー性限界

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• 概要と序文
• S 行列: ユニタリ性とその帰結
• 暗黒物質の消滅とユニタリー性の限界
• 低温再加熱
• 低温再加熱による凍結防止
• 要約と結論
• 謝辞と参考文献

3. 暗黒物質の消滅とユニタリー性の限界

さて、ボルツマン方程式は次の簡略化された形に要約される。

ここで、r → 2過程の最大熱平均速度は式(3.2)を用いて次のように得られる。

ここでgはDMの内部自由度を表す。したがって、3→2の熱平均s波消滅断面積の最大値は次のように表される。

同様に、4 → 2の熱平均s波消滅断面積の最大値も次のように表すことができる。

[3] 式(3.5)は相互作用に関与するすべての粒子の質量が等しいことを考慮して導出されたが、r = 2の場合（最終状態粒子の質量が初期状態粒子の質量と異なる可能性がある）にWIMPの熱平均断面積が最大となる。