차가운 암흑물질의 기원 : 열적생성원리 = The Origins of Cold Dark Matter: Thermal Production Mechanisms

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Dark matter is a hypothetical form of matter introduced to account for various astrophysical phenomena observed since the early 20th century that cannot be explained within the framework of conventional physics. Although its existence has been firmly established through numerous observations, the true nature and origin of dark matter remain among the most important open questions in modern physics.
This thesis presents a comprehensive review of the thermal production mechanisms of cold dark matter, grounded in the theoretical frameworks of particle physics, cosmology, and astrophysics. Aiming to deepen our un-derstanding of dark-matter production processes and to provide insights into the possible physical properties of dark-matter candidates. Offering a systematic overview, this review seeks to inform and help shape future direc-tions in both theoretical studies and experimental searches for dark matter.

국문 초록 (Abstract)

암흑물질은 20세기 초에 관측된 여러 천체물리 현상을, 기존물리학의 틀만으로는 설명할 수 없다는 점에서 도입된 가설적 물질이다. 다양한 관측을 통해 그 존재는 굳건히 확립되었지만, 암흑물질의 참된 본질과 기원은 여전히 현대 물리학에서 가장 중요한 미해결 문제 가운데 하나로 남아 있다. 본 학위논문은 입자물리학, 우주론, 천체물리학의 이론적 틀에 기반하여 제안된 차가운 암흑물질의 열적 생성 메커니즘을 종합적으로 고찰한다. 이러한 논의를 통해 암흑물질 생성 과정에 대한 보다 깊은 이해를 제공하고, 암흑물질 후보들의 가능한 물리적 성질에 대한 통찰을 제시하고자 한다. 체계적인 개관을 제시함으로써, 본 리뷰는 암흑물질에 대한 이론 연구와 실험적 탐색의 향후 방향을 설정하는 데 기여하기를 목표로 한다.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction 1
• 2. What is the Dark Matter? 4
• 3. Thermal Freeze-out of Dark Matter 25
• 4. Thermal Freeze-in of Dark Matter 48
• 5. Conclusion 71
• References 74