Dark matter phase-in: producing feebly-interacting particles after a first-order phase transition
Notice bibliographique
Résumé
A bstract The freeze-in mechanism describes the out-of-equilibrium production of dark matter (DM) particles via feeble couplings or non-renormalisable interactions with large suppression scales. In the latter case, predictions suffer from a strong sensitivity to the initial conditions of the universe, such as the details of reheating. In this work, we investigate how this sensitivity is altered in the presence of a cosmological first-order phase transition. We show that freeze-in via non-renormalisable interactions is not always dominated by the highest temperatures of the Standard Model (SM) thermal bath, but instead may be governed by the period immediately after the phase transition, during which the decaying scalar field transfers its energy density to the SM radiation. We refer to this alternative production regime as DM phase-in . Using numerical and approximate analytical solutions of the relevant Boltzmann equations, we determine the conditions under which phase-in or conventional freeze-in production dominates the final DM abundance in terms of the type of interaction between the DM and SM particles, the amount of supercooling before and the evolution of the scalar field after the phase transition. In the phase-in regime, the DM abundance is correlated with the peak frequency of the gravitational wave signal associated with the phase transition, opening up new observational possibilities.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».