Strong Constraints on Self-Interacting Dark Matter with Light Mediators

被引：120

作者：

Bringmann, Torsten ^{[1
]}

Kahlhoefer, Felix ^{[2
]}

Schmidt-Hoberg, Kai ^{[2
]}

Walia, Parampreet ^{[3
]}

机构：

[1] Univ Oslo, Dept Phys, Box 1048, N-0371 Oslo, Norway

[2] DESY, Notkestr 85, D-22607 Hamburg, Germany

[3] Univ Oslo, Dept Phys, Box 1048, N-0371 Oslo, Norway

来源：

PHYSICAL REVIEW LETTERS | 2017年 / 118卷 / 14期

关键词：

GALAXY CLUSTER 1E-0657-56; INTERACTION CROSS-SECTION; LY-ALPHA FOREST; COSMOLOGICAL SIMULATIONS; TOO BIG; MILKY; ABUNDANCES; PARTICLES; SUBHALOES; NEUTRINO;

D O I：

10.1103/PhysRevLett.118.141802

中图分类号：

O4 [物理学];

学科分类号：

0702 ;

摘要：

Coupling dark matter to light new particles is an attractive way to combine thermal production with strong velocity-dependent self-interactions. Here we point out that in such models the dark matter annihilation rate is generically enhanced by the Sommerfeld effect, and we derive the resulting constraints from the cosmic microwave background and other indirect detection probes. For the frequently studied case of s-wave annihilation, these constraints exclude the entire parameter space where the self-interactions are large enough to address the small-scale problems of structure formation.

引用

页数：6

共 89 条

[1] Search for dark matter annihilation in the Galactic Center with IceCube-79 [J].

Aartsen, M. G. ;

Abraham, K. ;

Ackermann, M. ;

Adams, J. ;

Aguilar, J. A. ;

Ahlers, M. ;

Ahrens, M. ;

Altmann, D. ;

Anderson, T. ;

Archinger, M. ;

Arguelles, C. ;

Arlen, T. C. ;

Auffenberg, J. ;

Bai, X. ;

Barwick, S. W. ;

Baum, V. ;

Bay, R. ;

Beatty, J. J. ;

Tjus, J. Becker ;

Becker, K. -H. ;

Beiser, E. ;

BenZvi, S. ;

Berghaus, P. ;

Berley, D. ;

Bernardini, E. ;

Bernhard, A. ;

Besson, D. Z. ;

Binder, G. ;

Bindig, D. ;

Bissok, M. ;

Blaufuss, E. ;

Blumenthal, J. ;

Boersma, D. J. ;

Bohm, C. ;

Boerner, M. ;

Bos, F. ;

Bose, D. ;

Boeser, S. ;

Botner, O. ;

Braun, J. ;

Brayeur, L. ;

Bretz, H. -P. ;

Brown, A. M. ;

Buzinsky, N. ;

Casey, J. ;

Casier, M. ;

Cheung, E. ;

Chirkin, D. ;

Christov, A. ;

Christy, B. .

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2015, 75 (10)

[2]

Abbasi R., ARXIV11112738

[3] High Statistics Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of 0.5-500 GeV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station [J].

Accardo, L. ;

Aguilar, M. ;

Aisa, D. ;

Alpat, B. ;

Alvino, A. ;

Ambrosi, G. ;

Andeen, K. ;

Arruda, L. ;

Attig, N. ;

Azzarello, P. ;

Bachlechner, A. ;

Barao, F. ;

Barrau, A. ;

Barrin, L. ;

Bartoloni, A. ;

Basara, L. ;

Battarbee, M. ;

Battiston, R. ;

Bazo, J. ;

Becker, U. ;

Behlmann, M. ;

Beischer, B. ;

Berdugo, J. ;

Bertucci, B. ;

Bigongiari, G. ;

Bindi, V. ;

Bizzaglia, S. ;

Bizzarri, M. ;

Boella, G. ;

de Boer, W. ;

Bollweg, K. ;

Bonnivard, V. ;

Borgia, B. ;

Borsini, S. ;

Boschini, M. J. ;

Bourquin, M. ;

Burger, J. ;

Cadoux, F. ;

Cai, X. D. ;

Capell, M. ;

Caroff, S. ;

Carosi, G. ;

Casaus, J. ;

Cascioli, V. ;

Castellini, G. ;

Cernuda, I. ;

Cerreta, D. ;

Cervelli, F. ;

Chae, M. J. ;

Chang, Y. H. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 113 (12)

[4] Dark matter and dark radiation [J].

Ackerman, Lotty ;

Buckley, Matthew R. ;

Carroll, Sean M. ;

Kamionkowski, Marc .

PHYSICAL REVIEW D, 2009, 79 (02)

[5] Searching for Dark Matter Annihilation from Milky Way Dwarf Spheroidal Galaxies with Six Years of Fermi Large Area Telescope Data [J].

Ackermann, M. ;

Albert, A. ;

Anderson, B. ;

Atwood, W. B. ;

Baldini, L. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Bissaldi, E. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bonino, R. ;

Bottacini, E. ;

Brandt, T. J. ;

Bregeon, J. ;

Bruel, P. ;

Buehler, R. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caputo, R. ;

Caragiulo, M. ;

Caraveo, P. A. ;

Cecchi, C. ;

Charles, E. ;

Chekhtman, A. ;

Chiang, J. ;

Chiaro, G. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Cuoco, A. ;

Cutini, S. ;

D'Ammando, F. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Desiante, R. ;

Digel, S. W. ;

Di Venere, L. ;

Drell, P. S. ;

Drlica-Wagner, A. ;

Essig, R. ;

Favuzzi, C. ;

Fegan, S. J. ;

Ferrara, E. C. ;

Focke, W. B. ;

Franckowiak, A. ;

Fukazawa, Y. ;

Funk, S. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2015, 115 (23)

[6] Dark matter constraints from observations of 25 Milky Way satellite galaxies with the Fermi Large Area Telescope [J].

Ackermann, M. ;

Albert, A. ;

Anderson, B. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Bissaldi, E. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Bouvier, A. ;

Brandt, T. J. ;

Bregeon, J. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Buehler, R. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caragiulo, M. ;

Caraveo, P. A. ;

Cecchi, C. ;

Charles, E. ;

Chekhtman, A. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

D'Ammando, F. ;

de Angelis, A. ;

Dermer, C. D. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Drlica-Wagner, A. ;

Essig, R. ;

Favuzzi, C. ;

Ferrara, E. C. ;

Franckowiak, A. ;

Fukazawa, Y. ;

Funk, S. ;

Fusco, P. ;

Gargano, F. ;

Gasparrini, D. ;

Giglietto, N. ;

Giroletti, M. ;

Godfrey, G. .

PHYSICAL REVIEW D, 2014, 89 (04)

[7] Cosmic microwave background anisotropy in the decaying neutrino cosmology [J].

Adams, JA ;

Sarkar, S ;

Sciama, DW .

MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, 1998, 301 (01) :210-214

[8] Planck 2015 results XIII. Cosmological parameters [J].

Ade, P. A. R. ;

Aghanim, N. ;

Arnaud, M. ;

Ashdown, M. ;

Aumont, J. ;

Baccigalupi, C. ;

Banday, A. J. ;

Barreiro, R. B. ;

Bartlett, J. G. ;

Bartolo, N. ;

Battaner, E. ;

Battye, R. ;

Benabed, K. ;

Benoit, A. ;

Benoit-Levy, A. ;

Bernard, J. -P. ;

Bersanelli, M. ;

Bielewicz, P. ;

Bock, J. J. ;

Bonaldi, A. ;

Bonavera, L. ;

Bond, J. R. ;

Borrill, J. ;

Bouchet, F. R. ;

Boulanger, F. ;

Bucher, M. ;

Burigana, C. ;

Butler, R. C. ;

Calabrese, E. ;

Cardoso, J. -F. ;

Catalano, A. ;

Challinor, A. ;

Chamballu, A. ;

Chary, R. -R. ;

Chiang, H. C. ;

Chluba, J. ;

Christensen, P. R. ;

Church, S. ;

Clements, D. L. ;

Colombi, S. ;

Colombo, L. P. L. ;

Combet, C. ;

Coulais, A. ;

Crill, B. P. ;

Curto, A. ;

Cuttaia, F. ;

Danese, L. ;

Davies, R. D. ;

Davis, R. J. ;

de Bernardis, P. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2016, 594

[9] Electron and Positron Fluxes in Primary Cosmic Rays Measured with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station [J].

Aguilar, M. ;

Aisa, D. ;

Alvino, A. ;

Ambrosi, G. ;

Andeen, K. ;

Arruda, L. ;

Attig, N. ;

Azzarello, P. ;

Bachlechner, A. ;

Barao, F. ;

Barrau, A. ;

Barrin, L. ;

Bartoloni, A. ;

Basara, L. ;

Battarbee, M. ;

Battiston, R. ;

Bazo, J. ;

Becker, U. ;

Behlmann, M. ;

Beischer, B. ;

Berdugo, J. ;

Bertucci, B. ;

Bigongiari, G. ;

Bindi, V. ;

Bizzaglia, S. ;

Bizzarri, M. ;

Boella, G. ;

de Boer, W. ;

Bollweg, K. ;

Bonnivard, V. ;

Borgia, B. ;

Borsini, S. ;

Boschini, M. J. ;

Bourquin, M. ;

Burger, J. ;

Cadoux, F. ;

Cai, X. D. ;

Capell, M. ;

Caroff, S. ;

Casaus, J. ;

Cascioli, V. ;

Castellini, G. ;

Cernuda, I. ;

Cervelli, F. ;

Chae, M. J. ;

Chang, Y. H. ;

Chen, A. I. ;

Chen, H. ;

Cheng, G. M. ;

Chen, H. S. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 113 (12)

[10]

AISATI CE, 2015, PHYS REV D, V92

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