Karanlık Maddeye Bağlı Birlik: Düşük Sıcaklıkta Yeniden Isıtma

Bağlantı Tablosu

• Özet ve Giriş
• S-matrisi: Birlik ve Sonuçları
• Karanlık Maddenin Yok Edilmesi ve Birlik Sınırı
• Düşük Sıcaklıkta Yeniden Isıtma
• Düşük Sıcaklıkta Yeniden Isıtma ile Donma
• Özet ve sonuç
• Teşekkür ve Referanslar

4. Düşük Sıcaklıkta Yeniden Isıtma

burada T, SM banyosunun sıcaklığına karşılık gelir. Bundan Hubble genişleme hızı H'nin bu nedenle olduğu sonucu çıkıyor

SM entropi yoğunluğu, SM banyosunun sıcaklığının şu şekilde olduğu anlamına gelir:

Ancak standart kozmolojik senaryonun kabul edilmediğini ve alternatif kozmolojilerin de ortaya çıkabileceğini vurgulamak ilginçtir [121]. Aşağıda düşük sıcaklıkta yeniden ısıtma ile karakterize edilen durumlara odaklanacağız. Bu yeniden ısınma, şişmenin bitiminden hemen sonraki döneme veya SM radyasyonunun ötesinde ekstra bir bileşenin evrenin enerji yoğunluğuna hakim olduğu ikincil bir döneme karşılık gelebilir. Özellikle iki senaryo incelenecektir: biri evrenin genişlemesine hakim olan ekstra bileşen ϕ'nin radyasyondan daha hızlı seyreltilen ve bozunmayan bir enerji yoğunluğuna sahip olduğu (yani kinasyon benzeri bir senaryo) ve diğeri burada ϕ göreli olmayan madde olarak ölçeklenir ve SM parçacıklarına bozunur (yani, maddenin hakim olduğu erken bir senaryo). Bu iki senaryo aşağıda açıklanacaktır.

4.1. Kinasyon benzeri

Bu senaryoda, evren, enerji yoğunluğu serbest radyasyondan daha hızlı kırmızıya kayan bir ϕ bileşeninin hakimiyetindeydi [113], çünkü

n > 0 ile. Bu senaryonun tipik bir örneği, n = 2 olan kinasyona [122, 123] karşılık gelir. Bununla birlikte, örneğin ekpirotik [124, 125] bağlamında ortaya çıkan n için daha büyük değerler de mümkündür. veya döngüsel senaryolar [126–129].

burada ϕ azalmadığından SM entropisinin korunduğunu ve dolayısıyla SM sıcaklığının Denklem 2'de gösterilen standart ölçeklendirmeyi takip ettiğini hesaba kattık. (4.4).

4.2. Erken madde hakimiyeti

Bundan Hubble genişleme oranının olduğu sonucu çıkıyor

Arka planın evrimini belirledikten sonra, bir sonraki bölümde bu tür alternatif kozmolojik senaryolarda termal DM'nin dinamikleri ve özellikle üniterlik sınırı üzerindeki etkisi dikkatlice incelenecektir.

[4] Genel olarak, adyabatik olmayan dönemden önce ϕ-hakimiyetinin olduğu adyabatik bir dönemin ve SM radyasyonunun hakim olduğu başka bir dönemin gelebileceğini belirtmekte fayda var. Ancak burada DM donmasının adyabatik olmayan dönemde gerçekleştiğini, dolayısıyla evrenin önceki aşamalarının hiçbir rol oynamadığını varsayıyoruz. Bu, eğer ϕ enflasyonla özdeşleştirilirse veya sadece adiyabatik olmayan dönem yeterince uzunsa doğrudur.