Asymptotic analysis of the Boltzmann equation for dark matter relic abundance
Auteurs : Logan A. Morrison, Hiren H. Patel, Jaryd F. Ulbricht
Résumé : A solution to the Boltzmann equation governing the thermal relic abundance of cold dark matter is constructed by matched asymptotic approximations. The approximation of the relic density is an asymptotic series valid when the abundance does not deviate significantly from its equilibrium value until small temperatures. Resonance and threshold effects are taken into account at leading order and found to be negligible unless the annihilation cross section is negligible at threshold. Comparisons are made to previously attempted constructions and to the freeze out approximation commonly employed in the literature. Extensions to higher order matching is outlined, and implications for solving related systems are discussed. We compare our results to a numerical determination of the relic abundance using a benchmark model and find a fantastic agreement. The method developed also serves as a solution to a wide class of problems containing an infinite order turning point.
Explorez l'arbre d'article
Cliquez sur les nœuds de l'arborescence pour être redirigé vers un article donné et accéder à leurs résumés et assistant virtuel
Recherchez des articles similaires (en version bêta)
Nous comparons le titre et le résumé avec les articles indexés dans notre base. Pour les articles arXiv, la recherche porte sur la même catégorie ; pour les DOI et les autres sources, elle couvre toutes les sources et disciplines. Vous pouvez la relancer à mesure que notre base s’enrichit.