低再加热温度下Scotogenic模型中的FIMP暗物质
FIMP dark matter in the scotogenic model at low-reheating temperatures
- Institución Universitaria ITM（ITM大学）
- Universidad de Antioquia UdeA（安蒂奥基亚大学）
- Universidade Federal do Rio Grande do Norte（北里奥格兰德联邦大学）
- Millennium Institute for Subatomic Physics at High-Energy Frontier (SAPHIR)（高能前沿子物理千年研究所（SAPHIR））
- Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学）
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AI总结：
本文研究低再加热温度下Scotogenic模型中通过冻结机制产生的单态费米子暗物质，发现低再加热情景可重塑可行参数空间，在满足轻子味破坏和宇宙学约束下提升模型可测性。
AI中文摘要：
Scotogenic模型提供了一个有吸引力的框架，既能解释轻中微子质量，又能容纳一个可行的暗物质候选者。在这项工作中，我们研究了通过冻结机制产生的单态费米子暗物质$N_1$的现象学，该机制以瞬时低再加热温度$T_{\text{rh}}$为特征。我们探索了模型可行的参数空间，纳入了来自轻子味破坏（$\mu \to e \gamma$）和直接探测极限的当前约束。我们表明，低再加热情景显著重塑了$N_1$暗物质的可行区域，在保持与当前轻子味破坏和宇宙学约束一致的同时，提高了在FIMP情景下测试Scotogenic模型的前景。
英文摘要：
The scotogenic model offers an attractive framework that explains light neutrino masses while accommodating a viable dark matter candidate. In this work, we study the phenomenology of singlet fermion dark matter, $N_1$, produced via the freeze-in mechanism characterized by an instantaneous low reheating temperature, $T_{\text{rh}}$. We explore the model's viable parameter space, incorporating current bounds from lepton flavor violation ($μ\to e γ$) and direct detection limits. We show that low-reheating scenarios significantly reshape the viable region for $N_1$ dark matter, improving prospects for testing the scotogenic model in the FIMP scenario while keeping it consistent with current lepton flavor violation and cosmological bounds.
