Gravitational dark matter production from fermionic spectator fields during inflation

Journal of High Energy Physics, 2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1007/jhep07(2025)263
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

A bstract We investigate the gravitational particle production from vacuum for a minimally coupled fermionic spectator field during a single-field inflationary phase. We observe that metric perturbations arising from the quantum fluctuations of a scalar inflaton field enhance gravitational production, showing that such a perturbative contribution becomes dominant if the field mass is sufficiently smaller than the inflationary Hubble rate. We focus on modes that leave the Hubble horizon during the latest stages of slow-roll and we numerically compute the total number of particles obtained from perturbations, providing a lower bound on the amount of such “geometric” particles for the case of Starobinsky inflation and a quadratic hilltop scenario. Our outcomes are compatible with the net observational cold dark matter abundance as experimentally measured, whose dark matter candidate exhibits mass in the range 10 5 ≲ m ≲ 10 7 GeV, excluded by previous non-perturbative calculations.