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Naturally resonant two-mediator model of self-interacting dark matter with decoupled relic abundance

Drobczyk, Martin (2025) Naturally resonant two-mediator model of self-interacting dark matter with decoupled relic abundance. Classical and Quantum Gravity, 42 (225006). Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/1361-6382/ae16f9. ISSN 0264-9381.

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Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6382/ae16f9

Kurzfassung

It proposes a minimal, fully thermal mechanism that resolves the long-standing tension between achieving the observed dark-matter relic abundance and explaining the astrophysical signatures of self-interactions. The framework introduces two mediators: a light scalar φ (MeV scale) that yields the required, velocity-dependent self-interactions, and a heavy scalar resonance (TeV scale) with mass that opens an s-channel resonant annihilation during freeze-out. This clearly decouples early-Universe annihilation from late-time halo dynamics. A detailed numerical analysis identifies a narrow predictive island of viability. A representative benchmark reproduces the relic density and yields at dwarf-galaxy velocities while satisfying cluster bounds. The model makes sharp, testable predictions: a narrow resonance near 1.2 TeV within HL-LHC reach, and a spin-independent direct-detection signal.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/222063/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Naturally resonant two-mediator model of self-interacting dark matter with decoupled relic abundance
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Drobczyk, MartinMartin.Drobczyk (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 November 2025
Erschienen in:Classical and Quantum Gravity
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:42
DOI:10.1088/1361-6382/ae16f9
Verlag:Institute of Physics (IOP) Publishing
ISSN:0264-9381
Status:veröffentlicht
Stichwörter:SIDM, relic abundance, freeze-out, dark matter
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - ICAP - Integrated Core Avionics Plus
Standort: Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Avioniksysteme
Hinterlegt von: Drobczyk, Martin
Hinterlegt am:14 Jan 2026 12:34
Letzte Änderung:19 Jan 2026 12:35

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