Tsallis 통계 하에서 WIMP 동결 해동 역학

초록

본 논문은 Tsallis 비가역 통계의 q‑분포를 이용해 열역학량·허블 팽창률을 q‑변형하고, 이를 기반으로 볼츠만 방정식을 일반화한다. q‑의존적인 평균 단면적 ⟨σv⟩₍q₎와 냉각 파라미터 x_f(q)를 도출해 WIMP의 공통 밀도 Y_{χ,q}(x)와 오늘날의 상대론적 밀도 Ω_{χ,q}h²를 계산한다. 수치 스캔을 통해 q가 1에 가까울수록 표준 결과와 일치하지만, q>1이면 동결 시점이 늦어지고 Ω가 증가한다는 점을 확인한다.

상세 분석

이 연구는 초기 우주 플라즈마가 완전한 열평형이 아니라 Tsallis 비가역 통계에 의해 약간 비정상적인 분포를 가질 수 있다는 가정에서 출발한다. 저자들은 Curado‑Tsallis(q) 분포 f_q(E;μ,T)=1/