<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD with OASIS Tables with MathML3 v1.2 20190208//EN" "JATS-journalpublishing-oasis-article1-mathml3.dtd">
<article article-type="research-article" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:oasis="http://www.niso.org/standards/z39-96/ns/oasis-exchange/table"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">PRD</journal-id><journal-id journal-id-type="coden">PRVDAQ</journal-id><journal-title-group><journal-title>Physical Review D</journal-title><abbrev-journal-title>Phys. Rev. D</abbrev-journal-title></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2470-0010</issn><issn pub-type="epub">2470-0029</issn><publisher><publisher-name>American Physical Society</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-major"><subject>ARTICLES</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-minor"><subject>Cosmology</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Two-component dark matter with cogenesis of the baryon asymmetry of the Universe</article-title><alt-title alt-title-type="running-title">TWO-COMPONENT DARK MATTER WITH COGENESIS …</alt-title><alt-title alt-title-type="running-author">BORAH DEBASISH, DASGUPTA ARNAB, AND KANG SIN KYU</alt-title></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name><surname>Borah</surname><given-names>Debasish</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="a1"><sup>1</sup></xref><xref ref-type="author-notes" rid="n1"><sup>,*</sup></xref></contrib><contrib contrib-type="author"><name><surname>Dasgupta</surname><given-names>Arnab</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="a2"><sup>2</sup></xref><xref ref-type="author-notes" rid="n2"><sup>,†</sup></xref></contrib><contrib contrib-type="author"><name><surname>Kang</surname><given-names>Sin Kyu</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="a2"><sup>2</sup></xref><xref ref-type="author-notes" rid="n3"><sup>,‡</sup></xref></contrib><aff id="a1"><label><sup>1</sup></label>Department of Physics, <institution>Indian Institute of Technology</institution>, Guwahati, Assam 781039, India</aff><aff id="a2"><label><sup>2</sup></label>School of Liberal Arts, <institution>Seoul-Tech</institution>, Seoul 139-743, Korea</aff></contrib-group><author-notes><fn id="n1"><label><sup>*</sup></label><p><email>dborah@iitg.ac.in</email></p></fn><fn id="n2"><label><sup>†</sup></label><p><email>arnabdasgupta@protonmail.ch</email></p></fn><fn id="n3"><label><sup>‡</sup></label><p><email>skkang@seoultech.ac.kr</email></p></fn></author-notes><pub-date iso-8601-date="2019-11-04" date-type="pub" publication-format="electronic"><day>4</day><month>November</month><year>2019</year></pub-date><pub-date iso-8601-date="2019-11-15" date-type="pub" publication-format="print"><day>15</day><month>November</month><year>2019</year></pub-date><volume>100</volume><issue>10</issue><elocation-id>103502</elocation-id><pub-history><event><date iso-8601-date="2019-03-29" date-type="received"><day>29</day><month>March</month><year>2019</year></date></event></pub-history><permissions><copyright-statement>Published by the American Physical Society</copyright-statement><copyright-year>2019</copyright-year><copyright-holder>authors</copyright-holder><license license-type="creative-commons" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><license-p content-type="usage-statement">Published by the American Physical Society under the terms of the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International</ext-link> license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article’s title, journal citation, and DOI. Funded by SCOAP<sup>3</sup>.</license-p></license></permissions><abstract><p>We discuss the possibility of realizing a two-component dark matter (DM) scenario where the two DM candidates differ from each other by virtue of their production mechanism in the early universe. One of the DM candidates is thermally generated in a way similar to the weakly interacting massive particle (WIMP) paradigm where the DM abundance is governed by its freeze-out while the other candidate is produced only from nonthermal contributions similar to freeze-in mechanism. We discuss this in a minimal extension of the standard model where light neutrino masses arise radiatively in a way similar to the scotogenic models with DM particles going inside the loop. The lepton asymmetry is generated at the same time from WIMP DM annihilations as well as partially from the mother particle for nonthermal DM. This can be achieved while satisfying the relevant experimental bounds, and keeping the scale of leptogenesis or the thermal DM mass as low as 3 TeV, well within present experimental reach. In contrast to the TeV scale thermal DM mass, the non-thermal DM can be as low as a few keV, giving rise to the possibility of a subdominant warm dark matter (WDM) component that can have interesting consequences on structure formation. The model also has tantalizing prospects of being detected at ongoing direct detection experiments as well as the ones looking for charged lepton flavor violating process like <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></abstract><funding-group><award-group award-type="unspecified"><funding-source country=""><institution-wrap><institution>IIT Guwahati</institution></institution-wrap></funding-source><award-id>xPHYSUGI-ITG01152xxDB001</award-id></award-group><award-group award-type="unspecified"><funding-source country="IN"><institution-wrap><institution>Department of Science and Technology, Ministry of Science and Technology</institution><institution-id institution-id-type="doi" vocab="open-funder-registry" vocab-identifier="10.13039/open-funder-registry">10.13039/501100001409</institution-id></institution-wrap></funding-source><award-id>ECR/2017/001873</award-id></award-group><award-group award-type="grant"><funding-source country="KR"><institution-wrap><institution>National Research Foundation of Korea</institution><institution-id institution-id-type="doi" vocab="open-funder-registry" vocab-identifier="10.13039/open-funder-registry">10.13039/501100003725</institution-id></institution-wrap></funding-source><award-id>2009-0083526</award-id><award-id>2017K1A3A7A09016430</award-id><award-id>2017R1A2B4006338</award-id></award-group></funding-group><counts><page-count count="14"/></counts></article-meta></front><body><sec id="s1"><label>I.</label><title>INTRODUCTION</title><p>There have been irrefutable amount of evidences suggesting the presence of a mysterious, nonluminous, collisionless, and nonbaryonic form of matter in the present universe <xref ref-type="bibr" rid="c1">[1]</xref>. The hypothesis for existence of this form of matter, more popularly known as dark matter (DM) due to its nonluminous nature, is strongly backed by early galaxy cluster observations <xref ref-type="bibr" rid="c2">[2]</xref>, observations of galaxy rotation curves <xref ref-type="bibr" rid="c3">[3]</xref>, the more recent observation of the bullet cluster <xref ref-type="bibr" rid="c4">[4]</xref>, and the latest cosmological data provided by the Planck satellite <xref ref-type="bibr" rid="c5">[5]</xref>. The latest data from the Planck satellite suggest that around 27% of the present universe’s energy density is in the form of dark matter. In terms of density parameter <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>Hubble</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>Parameter</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>100</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>km</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Mpc</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the present dark matter abundance is conventionally reported as <disp-formula id="d1"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi><mml:mi>DM</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.120</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.001</mml:mn></mml:math><label>(1)</label></disp-formula>at 68% CL <xref ref-type="bibr" rid="c5">[5]</xref>. While such astrophysics and cosmology based experiments are providing such evidence suggesting the presence of dark matter at regular intervals in the last several decades, there is hardly anything known about the particle nature of it. The requirements which a particle dark matter candidate has to satisfy, as pointed out in details by the authors of <xref ref-type="bibr" rid="c6">[6]</xref> rule out all the standard model (SM) particles from being DM candidates. While the neutrinos in the SM come very close to satisfying these requirements, they have tiny abundance in the present universe. Apart from that, they have a large free streaming length (FSL) due to their relativistic nature and give rise to hot dark matter (HDM), ruled out by observations. This has led to a plethora of beyond standard model (BSM) scenarios proposed by the particle physics community to account for dark matter in the universe. Most of these BSM scenarios are based on a popular formalism known as the weakly interacting massive particle (WIMP) paradigm. In this formalism, a particle dark matter candidate having mass around the electroweak scale and having electroweak type couplings to SM particles can give rise to the correct relic abundance in the present epoch, a remarkable coincidence often referred to as the <italic>WIMP miracle</italic> <xref ref-type="bibr" rid="c7">[7]</xref>. Since the mass is around the electroweak corner and couplings to the SM particles are sizeable, such DM candidates are produced thermally in the early universe followed by its departure from chemical equilibrium leading to its freeze-out. Such DM candidates typically become nonrelativistic shortly before the epoch of freeze-out and much before the epoch of matter-radiation equality. Such DM candidates are also categorized as cold dark matter (CDM).</p><p>The CDM candidates in the WIMP paradigm have very good direct detection prospects due to its sizeable interaction strength with SM particles and hence can be observed at ongoing and future direct search experiments <xref ref-type="bibr" rid="c8 c9 c10 c11 c12 c13 c14 c15">[8–15]</xref>. However, no such detection has yet been done casting doubts over the viability of such DM paradigms. This has also motivated the particle physics community to look for other alternatives to the WIMP paradigm. Although such null results could indicate a very constrained region of WIMP parameter space, they have also motivated the particle physics community to look for beyond the thermal WIMP paradigm where the interaction scale of DM particle can be much lower than the scale of weak interaction, i.e., DM may be more feebly interacting than the thermal WIMP paradigm. This falls under the ballpark of nonthermal DM <xref ref-type="bibr" rid="c16">[16]</xref>. In this scenario, the initial number density of DM in the early Universe is negligible and it is assumed that the interaction strength of DM with other particles in the thermal bath is so feeble that it never reaches thermal equilibrium at any epoch in the early Universe. In this set up, DM is mainly produced from the out of equilibrium decays of some heavy particles in the plasma. It can also be produced from the scatterings of bath particles, however if same couplings are involved in both decay as well as scattering processes then the former has the dominant contribution to DM relic density over the latter one <xref ref-type="bibr" rid="c16">[16]</xref>. The production mechanism for nonthermal DM is known as freeze-in and the candidates of nonthermal DM produced via freeze-in are often classified into a group called freeze-in (feebly interacting) massive particle (FIMP). For a recent review of this DM paradigm, please see <xref ref-type="bibr" rid="c17">[17]</xref>. Interestingly, such nonthermal DM candidates can have a wide range of allowed masses, well beyond the typical WIMP regime. The possibility of a light DM candidate has interesting implications for astrophysical structure formation in the universe. Although a light DM candidate like SM neutrinos which constitute HDM is already ruled out and CDM is one of the most well studied scenario (specially within the context of WIMP paradigm), there also exists an intermediate possibility where DM remains mildly relativistic at the epoch of matter-radiation equality. Consequently, the free streaming length of such candidates fall in between the large FSL of HDM and small FSL of CDM. Such DM candidates which can be kept at intermediate stage between HDM and CDM are typically referred to as warm dark matter (WDM). WDM candidates have typical masses in keV range, in contrast to typical mass of HDM in sub-eV mass and CDM with GeV-TeV scale masses. For a recent review on keV scale singlet fermion as WDM, please have a look at <xref ref-type="bibr" rid="c18">[18]</xref>. Although such WDM candidates may not be as motivating as WIMP or typical CDM candidates from direct search point of view, there are strong motivations from astrophysics point of view. Typical WDM scenarios can provide a solution to several small scale structure problems faced by CDM paradigm. The missing satellite problem, too big to fail problem fall in the list of such small structure problems, a recent review of which can be found in <xref ref-type="bibr" rid="c19">[19]</xref>. The above mentioned classification of HDM, CDM, and WDM is primarily based on their FSL, typically equal to the distance for which the DM particles can propagate freely without interacting. Typically, the free streaming length <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>FS</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>Mpc</mml:mi></mml:math></inline-formula>, about the size of a dwarf galaxy, acts as a boundary line between HDM (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>FS</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>Mpc</mml:mi></mml:math></inline-formula>) and WDM (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>FS</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>Mpc</mml:mi></mml:math></inline-formula>). For CDM, on the other hand, the FSL are considerably smaller than this value. Therefore, CDM structures keep forming till scales as small as the solar system which gives rise to disagreement with observations at small scales <xref ref-type="bibr" rid="c19">[19]</xref>. HDM, on the other hand, erases all small scale structure due to its large free streaming length, disfavoring the bottom up approach of structure formation. WDM can therefore act as a balance between the already ruled out HDM possibility and the CDM paradigm having issues with small scale structures. More details about the calculation of FSL can be found in <xref ref-type="bibr" rid="c20 c21">[20,21]</xref>. We show that our nonthermal DM candidate can be a keV scale fermion which can give rise to a sub-dominant WDM component. Such mixed CDM and WDM type hybrid DM scenario was also considered in some recent works <xref ref-type="bibr" rid="c22 c23 c24 c25 c26 c27 c28 c29">[22–29]</xref>. However, our model is not restrictive to such combinations as we show that the nonthermal DM candidate can have masses in the keV-GeV range as well.</p><p>Apart from the mysterious 27% of the universe in the form of unknown DM, the visible sector making up to 5% of the universe also creates a puzzle. This is due to the asymmetric nature of the visible sector. The visible or baryonic part of the universe has an abundance of baryons over antibaryons. This is also quoted as baryon to photon ratio <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≈</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> which is rather large keeping in view of the large number density of photons. If the universe is assumed to start in a symmetric manner at the big bang epoch which is a generic assumption, there has to be a dynamical mechanism that can lead to a baryon asymmetric universe at present epoch. The requirements such a dynamical mechanism needs to satisfy were put forward by Sakharov more than fifty years ago, known as the Sakharov’s conditions <xref ref-type="bibr" rid="c30">[30]</xref>: baryon number (B) violation, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula> violation and departure from thermal equilibrium. Unfortunately, all these requirements can not be fulfilled in the required amount within the framework of the SM, again leading to several BSM scenarios. out of equilibrium decay of a heavy particle leading to the generation of baryon asymmetry has been a very well known mechanism for baryogenesis <xref ref-type="bibr" rid="c31 c32">[31,32]</xref>. One interesting way to implement such a mechanism is leptogenesis <xref ref-type="bibr" rid="c33">[33]</xref> where a net leptonic asymmetry is generated first which gets converted into baryon asymmetry through <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:math></inline-formula> violating EW sphaleron transitions. The interesting feature of this scenario is that the required lepton asymmetry can be generated within the framework of the seesaw mechanism <xref ref-type="bibr" rid="c34 c35 c36 c37 c38 c39">[34–39]</xref> that explains the origin of tiny neutrino masses <xref ref-type="bibr" rid="c1">[1]</xref>, another observed phenomena which the SM fails to address.</p><p>Although the explanation for dark matter, baryon asymmetry of the universe and origin of neutrino mass can arise independently in different BSM frameworks, it is interesting, economical and predictive to consider a common framework for their origin. In fact a connection between DM and baryons appears to be a natural possibility to understand their same order of magnitude abundance <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>DM</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≈</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Discarding the possibility of any numerical coincidence, one is left with the task of constructing theories that can relate the origin of these two observed phenomena in a unified manner. There have been several proposals already which mainly fall into two broad categories. In the first one, the usual mechanism for baryogenesis is extended to apply to the dark sector which is also asymmetric <xref ref-type="bibr" rid="c40 c41 c42 c43">[40–43]</xref>. The second one is to produce such asymmetries through annihilations <xref ref-type="bibr" rid="c44 c45 c46">[44–46]</xref> where one or more particles involved in the annihilations eventually go out of thermal equilibrium in order to generate a net asymmetry. The so-called WIMPy baryogenesis <xref ref-type="bibr" rid="c47 c48 c49">[47–49]</xref> belongs to this category, where a dark matter particle freezes out to generate its own relic abundance and then an asymmetry in the baryon sector is produced from DM annihilations. The idea extended to leptogenesis is called WIMPy leptogenesis <xref ref-type="bibr" rid="c50 c51 c52 c53">[50–53]</xref>. Motivated by all these, we propose a scenario where the DM sector is a hybrid of one thermal and one nonthermal component while the thermal DM annihilations play a dominant role in creating a leptonic asymmetry which gets converted into baryon asymmetry eventually, after electroweak phase transition. The nonthermal DM can also be at keV scale giving rise to the possibility of WDM which can have interesting consequences at astrophysical structure formation as well as DM indirect detection experiments. The neutrino mass arises at one loop level where the dark sector particles take part in the loop mediation.</p><p>This paper is organized as follows. In Sec. <xref ref-type="sec" rid="s2">II</xref> we discuss our model followed by the origin of neutrino mass in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s3">III</xref>. In Sec. <xref ref-type="sec" rid="s4">IV</xref> we describe the co-genesis of WIMP, FIMP, and lepton asymmetry followed by relevant constraints from direct detection and lepton flavor violation in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s5">V</xref>. We then discuss our results in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s6">VI</xref> and finally conclude in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s7">VII</xref>.</p></sec><sec id="s2"><label>II.</label><title>THE MODEL</title><p>We consider a minimal extension of the SM by two different types of singlet fermions and three different types of scalar fields shown in Tables <xref ref-type="table" rid="t1">I</xref> and <xref ref-type="table" rid="t2">II</xref> respectively. To achieve the desired interactions of these new fields among themselves as well as with the SM particles, we consider additional discrete symmetries <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. While one such <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> symmetry is enough to accommodate DM, radiative neutrino mass as well as generation of lepton asymmetry from DM annihilation in a way similar to what we achieve in a version of scotogenic model <xref ref-type="bibr" rid="c53">[53]</xref>, the other discrete symmetry <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is required in order to have the desired couplings of FIMP DM. To prevent tree level interaction between FIMP DM and SM leptons through <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> (needed to avoid the decay of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> to light SM particles), we have introduced this another discrete symmetry <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> under which <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:math></inline-formula> and another singlet scalar <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> are odd. If <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> acquires a nonzero vacuum expectation value (vev), it can lead to one loop mixing between neutrinos and nonthermal DM. This possibility is shown in Tables <xref ref-type="table" rid="t1">I</xref> and <xref ref-type="table" rid="t2">II</xref>.</p><table-wrap id="t1" specific-use="style-1col"><object-id>I</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.t1</object-id><label>TABLE I.</label><caption><p>Fermion content of the model.</p></caption><oasis:table frame="topbot"><oasis:tgroup cols="2"><oasis:colspec align="left" colname="col1" colsep="0" colwidth="40%"/><oasis:colspec align="center" colname="col2" colsep="0" colwidth="87%"/><oasis:thead><oasis:row><oasis:entry valign="top">Particles</oasis:entry><oasis:entry valign="top"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row></oasis:thead><oasis:tbody><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>*</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>4</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>*</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mo>ℓ</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mo>ℓ</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row></oasis:tbody></oasis:tgroup></oasis:table></table-wrap><table-wrap id="t2" specific-use="style-1col"><object-id>II</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.t2</object-id><label>TABLE II.</label><caption><p>Scalar content of the model.</p></caption><oasis:table frame="topbot"><oasis:tgroup cols="2"><oasis:colspec align="left" colname="col1" colsep="0" colwidth="40%"/><oasis:colspec align="center" colname="col2" colsep="0" colwidth="87%"/><oasis:thead><oasis:row><oasis:entry valign="top">Particles</oasis:entry><oasis:entry valign="top"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row></oasis:thead><oasis:tbody><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>H</mml:mi></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>η</mml:mi></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row></oasis:tbody></oasis:tgroup></oasis:table></table-wrap><p>The relevant part of the Yukawa Lagrangian is <disp-formula id="d2"><mml:math display="block"><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mo>⊃</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">H</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/></mml:math><label>(2)</label></disp-formula>The scalar potential is <disp-formula id="d3"><mml:math display="block"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math><label>(3)</label></disp-formula>where <disp-formula id="d4"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d4a1">=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d4a1">+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>†</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>η</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>{</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>†</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>η</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">H</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(4)</label></disp-formula><disp-formula id="d5"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d5a1">=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>μ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math><label>(5)</label></disp-formula><disp-formula id="d6"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>8</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>9</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>†</mml:mi></mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:math><label>(6)</label></disp-formula></p><p>Since we require the SM Higgs and the singlet scalar <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> to acquire non-zero vev as <disp-formula id="und1"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="2em"/><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></disp-formula>we minimize the above scalar potential with respect to these two fields and find the following minimization conditions. <disp-formula id="d7"><mml:math display="block"><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d7a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>μ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d7a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(7)</label></disp-formula>The corresponding mass squared matrix is <disp-formula id="d8"><mml:math display="block"><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:msup><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(8)</label></disp-formula>This will give rise to a mixing between the SM like Higgs and a singlet scalar given by <disp-formula id="d9"><mml:math display="block"><mml:mi>tan</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>≈</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>sin</mml:mi><mml:msub><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>≈</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>≈</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math><label>(9)</label></disp-formula>where in the last step we have assumed a hierarchy <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>≫</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The mass eigenstates corresponding to the charged and pseudoscalar components of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>η</mml:mi></mml:math></inline-formula> are <disp-formula id="d10"><mml:math display="block"><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:msup><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo>±</mml:mo></mml:msup><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d10a1">=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d10a1">=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:msup><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo>±</mml:mo></mml:msup><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:math><label>(10)</label></disp-formula>The neutral scalar component of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>η</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:math></inline-formula> mix with each other resulting in the following mass squared matrix. <disp-formula id="d11"><mml:math display="block"><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>9</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>9</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(11)</label></disp-formula>which can be diagonalized by a <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> unitary matrix with the mixing angle given by <disp-formula id="d12"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>tan</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d12a1">≈</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>sin</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≈</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(12)</label></disp-formula></p><p>Considering <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, we can prevent the three body decays <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Even if we allow such three body decays, they will be phase space suppressed compared to two body decays which contribute to the production of nonthermal DM <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> which we will discuss shortly. We also consider the mixing between <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:math></inline-formula> to be nonzero so that the thermal DM is an admixture of singlet and doublet scalars.<fn id="fn1"><label><sup>1</sup></label><p>We will use the notation DM to denote them in our analysis.</p></fn> This has crucial implications for DM phenomenology as well as leptogenesis as we discuss below. Assuming <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mi>keV</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>GeV</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we consider its production mechanisms which also have the potential to produce a lepton asymmetry. The relevant diagrams for producing lepton asymmetry and nonthermal DM are shown in Figs. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref> and <xref ref-type="fig" rid="f2">2</xref>, respectively.</p><fig id="f1"><object-id>1</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.f1</object-id><label>FIG. 1.</label><caption><p>Feynman diagrams contributing to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and the interference term <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ε</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Here <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>±</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></caption><graphic xlink:href="e103502_1.eps"/></fig><fig id="f2"><object-id>2</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.f2</object-id><label>FIG. 2.</label><caption><p>Feynman diagrams corresponding to the production of nonthermal DM <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></caption><graphic xlink:href="e103502_2.eps"/></fig><p>We implement the model in <sc>sarah</sc>4 <xref ref-type="bibr" rid="c54">[54]</xref> and extract the thermally averaged annihilation rates from micr<sc>omega</sc>s4.3 <xref ref-type="bibr" rid="c55">[55]</xref> to use while solving the relevant Boltzmann equations to be discussed below.</p></sec><sec id="s3"><label>III.</label><title>NEUTRINO MASS</title><p>As can be noticed from the particle content of the model and the Yukawa Lagrangian mentioned above, light neutrino mass does not arise at tree level as long as one of the discrete symmetries namely, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> remains unbroken. At one loop level however, one can have light neutrino masses originating from the diagram shown in the left panel of Fig. <xref ref-type="fig" rid="f3">3</xref>. This is same as the way light neutrino masses are generated in scotogenic model proposed by Ma <xref ref-type="bibr" rid="c56">[56]</xref>. The one-loop expression for neutrino mass is <disp-formula id="d13"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d13a1">=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>32</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow other="silent"><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><label>(13)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the right handed neutrino mass. The above Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> equivalently can be written as <disp-formula id="d14"><mml:math display="block"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math><label>(14)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> can be defined as, <disp-formula id="d15"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mn>32</mml:mn><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/></mml:math><label>(15)</label></disp-formula></p><fig id="f3"><object-id>3</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.f3</object-id><label>FIG. 3.</label><caption><p>Radiative light neutrino mass and mixing of nonthermal DM with light neutrinos.</p></caption><graphic xlink:href="e103502_3.eps"/></fig><p>In order to incorporate the constraints from neutrino oscillation data on three mixing angles and two mass squared differences, it is often useful to express these Yukawa couplings in terms of light neutrino parameters. This is possible through the Casas-Ibarra (CI) parametrization <xref ref-type="bibr" rid="c57">[57]</xref> extended to radiative seesaw model <xref ref-type="bibr" rid="c58">[58]</xref> which allows us to write the Yukawa couplings as <disp-formula id="d16"><mml:math display="block"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:msqrt><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi></mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:msqrt><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>diag</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:msqrt><mml:msubsup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>PMNS</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>†</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(16)</label></disp-formula>Here <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>diag</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>diag</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is the diagonal light neutrino mass matrix and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> can be a complex orthogonal matrix in general with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>R</mml:mi><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:math></inline-formula> which we have taken it to be general, this <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula> orthogonal matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> can be parametrized by three complex parameters of type <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c59">[59]</xref>.<fn id="fn2"><label><sup>2</sup></label><p>For some more discussions on different possible structure of this matrix and implications on a particular leptogenesis scenario in this model, we refer to the recent work <xref ref-type="bibr" rid="c60">[60]</xref>.</p></fn> In general, the orthogonal matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula> flavors can be product of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mprescripts/><mml:none/><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mmultiscripts></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> number of rotation matrices of type <disp-formula id="d17"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo minsize="11ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>⋯</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>⋱</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>⋯</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo minsize="11ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(17)</label></disp-formula>with rotation in the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> plane and dots stand for zero. For example, taking <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> we have <disp-formula id="d18"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo minsize="9ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn><mml:mi>R</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn><mml:mi>I</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn><mml:mi>R</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn><mml:mi>I</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn><mml:mi>R</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn><mml:mi>I</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn><mml:mi>R</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn><mml:mi>I</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo minsize="9ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(18)</label></disp-formula>We see that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula> phases in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi></mml:math></inline-formula> do not contribute to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> given in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d24">(24)</xref>, but complex variables in the orthogonal matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> can lead to nonvanishing value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. This is similar to leptogenesis from pure decay in this model <xref ref-type="bibr" rid="c61">[61]</xref> where, in the absence of flavor effects, the orthogonal matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> played a crucial role. The matrix denoted by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>PMNS</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata (PMNS) leptonic mixing matrix <disp-formula id="d19"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>PMNS</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>†</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(19)</label></disp-formula>If the charged lepton mass matrix is diagonal or equivalently, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="double-struck">1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, then the PMNS mixing matrix is identical to the diagonalizing matrix of neutrino mass matrix. The PMNS mixing matrix can be parametrized as <disp-formula id="d20"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>PMNS</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo minsize="9ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>13</mml:mn></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>13</mml:mn></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>13</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>23</mml:mn></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>23</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>13</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>23</mml:mn></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>23</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>13</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>23</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>13</mml:mn></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>23</mml:mn></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>23</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>13</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>23</mml:mn></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>23</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>13</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>δ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>23</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>13</mml:mn></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo minsize="9ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>Maj</mml:mi></mml:msub></mml:math><label>(20)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>cos</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>sin</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>δ</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the leptonic Dirac <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula> phase. The diagonal matrix <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mi>Maj</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>diag</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> contains the Majorana <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula> phases <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> which remain undetermined at neutrino oscillation experiments. We summarize the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>σ</mml:mi></mml:math></inline-formula> global fit values in Table <xref ref-type="table" rid="t3">III</xref> from the recent analysis <xref ref-type="bibr" rid="c62">[62]</xref>, which we use in our subsequent analysis.</p><table-wrap id="t3" specific-use="style-1col"><object-id>III</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.t3</object-id><label>TABLE III.</label><caption><p>Global fit <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>σ</mml:mi></mml:math></inline-formula> values of neutrino oscillation parameters <xref ref-type="bibr" rid="c62">[62]</xref>.</p></caption><oasis:table frame="topbot"><oasis:tgroup cols="3"><oasis:colspec align="left" colname="col1" colsep="0" colwidth="21%"/><oasis:colspec align="center" colname="col2" colsep="0" colwidth="42%"/><oasis:colspec align="center" colname="col3" colsep="0" colwidth="41%"/><oasis:thead><oasis:row><oasis:entry valign="top">Parameters</oasis:entry><oasis:entry valign="top">Normal Hierarchy (NH)</oasis:entry><oasis:entry valign="top">Inverted Hierarchy (IH)</oasis:entry></oasis:row></oasis:thead><oasis:tbody><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>21</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>eV</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>6.79–8.01</oasis:entry><oasis:entry>6.79–8.01</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>31</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>eV</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>2.427–2.625</oasis:entry><oasis:entry>2.412–2.611</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>0.275–0.350</oasis:entry><oasis:entry>0.275–0.350</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>23</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>0.418–0.627</oasis:entry><oasis:entry>0.423–0.629</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>13</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>0.02045–0.02439</oasis:entry><oasis:entry>0.02068–0.02463</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>°</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>125–392</oasis:entry><oasis:entry>196–360</oasis:entry></oasis:row></oasis:tbody></oasis:tgroup></oasis:table></table-wrap><p>The diagram on right panel of Fig. <xref ref-type="fig" rid="f3">3</xref> gives rise to radiative mixing of nonthermal DM with light neutrinos. However, due to nonthermal nature of this DM candidate, the relevant Yukawa coupling <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d2">(2)</xref> are very small, as we discuss in upcoming sections. For such tiny couplings, the mixing between nonthermal DM and light neutrinos will be too small to have any observable consequences like monochromatic lines in x-ray or gamma-ray spectrum. We leave such exploration of detection prospects for such nonthermal DM candidates to future studies.</p></sec><sec id="s4"><label>IV.</label><title>ANALYSIS OF COGENESIS</title><p>In order to do the entire analysis we need to solve the coupled differential equations of thermal DM (which is thermally produced and denoted by DM hereafter), nonthermal DM (denoted by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>), lepton asymmetry as well as the source of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> (and partial source of lepton asymmetry) which is the lightest heavy right handed neutrino, i.e., <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> which provides a nonthermal origin of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The coupled Boltzmann equations for DM and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula> are given as</p><p>For this scenario the Boltzmann equations for the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> odd particles take the following form: <disp-formula id="d21"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d21a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d21a1">+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>SM</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>SM</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>SM</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d21a1">+</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">N</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">N</mml:mi><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:mtext/><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d21a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>SM</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>SM</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>SM</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>SM</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>SM</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d21a1">+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">N</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">N</mml:mi><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:mtext/><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d21a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>SM</mml:mi><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>SM</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>SM</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>SM</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(21)</label></disp-formula>where <disp-formula id="d22"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d22a1">=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="2em"/><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>45</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="2em"/><mml:mi>H</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>45</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d22a1">=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="2em"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="2em"/><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d22a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d22a1">×</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>int</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>∞</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(22)</label></disp-formula>and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>DM</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>T</mml:mi></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>PL</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the Planck mass, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the ratio of number density to entropy density, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>int</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mi>Max</mml:mi><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Pl</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the Planck Mass, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>H</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the Hubble rate of expansion, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>’s are the equilibrium number density of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>th species and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>’s are the modified Bessel functions of order <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>. It is worthwhile to notice that the main annihilation processes leading to sufficient relic density for cold dark matter we consider are presented in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f4">4</xref>.</p><fig id="f4"><object-id>4</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.f4</object-id><label>FIG. 4.</label><caption><p>Diagrams for the major annihilation channel responsible for the relic abundance of cold dark matter.</p></caption><graphic xlink:href="e103502_4.eps"/></fig><p>Now, in our model we have the possibility of generating the leptonic asymmetry through the co-annihilation channel of right handed <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>η</mml:mi></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c53">[53]</xref>. This is shown in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref> where the doublet <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>η</mml:mi></mml:math></inline-formula> coannihilates with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> into <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:math></inline-formula> where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>≡</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>±</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula>-violation comes from the interference with the loop diagram of the vertex. In addition to that, there can be additional contribution to lepton asymmetry from the decay of the lightest right handed neutrino <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> as well, similar to vanilla leptogenesis. The vanilla leptogenesis scenario with hierarchical <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> masses <xref ref-type="bibr" rid="c63">[63]</xref> is viable for the mass of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> satisfying <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>min</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>≳</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>GeV</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c64 c65">[64,65]</xref>.<fn id="fn3"><label><sup>3</sup></label><p>Including flavor and thermal effects could, in principle, lower this bound to about <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mn>0</mml:mn><mml:mn>6</mml:mn></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>GeV</mml:mi></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c66">[66]</xref>. Addition of real scalar singlet can further reduce it to 500 GeV <xref ref-type="bibr" rid="c67">[67]</xref>.</p></fn> A similar lower bound can be derived in the scotogenic model with only two <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> odd SM-singlet fermions in the strong washout regime. However, with three such SM-singlet fermions, the bound can be lowered to about 10 TeV <xref ref-type="bibr" rid="c61 c68">[61,68]</xref>, even without resorting to a resonant enhancement of the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula>-asymmetry <xref ref-type="bibr" rid="c69 c70">[69,70]</xref>. We do not show the details of vanilla leptogenesis here, but include that contribution into account for the final lepton asymmetry. Instead, we highlight the other feature from WIMP DM annihilation, as it connects the source of baryon asymmetry to the dark matter sector. For the details of vanilla leptogenesis, we refer to the above references where vanilla leptogenesis was studied in the context of type I seesaw as well as minimal scotogenic model. It should be noted that typically, the lowest scale of lepton number violation is more effective in creating lepton asymmetry. This scale, in our case is the scale of WIMP DM freeze-out, which lies below the right handed neutrino masses. However, if right handed neutrino masses are not very heavy compared to WIMP DM mass, then both of them can have some sizeable contribution to the origin of lepton asymmetry. We will show more details of our hybrid source of leptogenesis in a companion paper.</p><p>The Boltzmann equations responsible for the DM density is given by Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d21">(21)</xref> and leptonic asymmetry is given as follows: <disp-formula id="d23"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d23a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d23a1">+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>SM</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>SM</mml:mi></mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(23)</label></disp-formula><disp-formula id="und2"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>45</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>PL</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="2em"/><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>45</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="2em"/><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>And the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula> asymmetry which is arising from the interference between tree and 1-loop diagrams in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref> can be estimated as <disp-formula id="d24"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>†</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>∑</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:munder><mml:mo>ℑ</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>†</mml:mi></mml:msup><mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(24)</label></disp-formula><disp-formula id="d25"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d25a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>11</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d25a1">+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d25a1">+</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><label>(25)</label></disp-formula><disp-formula id="und3"><mml:math display="block"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:msqrt><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p><p>It should be noted that in the above expression always (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>) where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> stands for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> inside the loop while <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> stands for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> as one of the initial state particles, shown in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref>. This is simply to realize the “on-shell” -ness of the loop particles in order to generate the required <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula> asymmetry. In the above Boltzmann equation we see that along with the process which produces the asymmetry, i.e., <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> we have washout terms coming from three kinds of processes: (1) the process <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> poses as one of the wash out along with (2) <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>η</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Now, according to Cui <italic>et al.</italic> <xref ref-type="bibr" rid="c47">[47]</xref> if we need to achieve asymmetry through dark matter annihilation then the <italic>wash-out</italic> processes <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> should <italic>freeze-out</italic> before the WIMP <italic>freeze-out</italic>. In order to do that one has to keep the following ratio below unity <disp-formula id="d26"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>wash</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>out</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>WIMP</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>wash</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>out</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>eq</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(26)</label></disp-formula>So, in our case <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math></inline-formula> is similar to that of the standard inert doublet model WIMP annihilation channel (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msup><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula>) which is naturally stronger than the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>wash</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>out</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> which in our case is for (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:math></inline-formula>). Further details of the asymmetry generated through such t channel annihilations of dark matter are shown in <xref ref-type="bibr" rid="c53">[53]</xref>.</p><p>Nonthermal DM can be produced in a way similar to the FIMP scenario mentioned above. In such a case, the initial abundance is assumed to be zero or negligible and its interaction rate with the standard model particles or thermal bath is so feeble that thermal equilibrium is never attained. In such a case, nonthermal DM can be produced by out of equilibrium decays or scattering from particles in the thermal bath while the former typically dominates if same type of couplings is involved in both the processes. Further details of this mechanism for keV scale sterile neutrinos can be found in <xref ref-type="bibr" rid="c71 c72 c73">[71–73]</xref> as well as the review on keV sterile neutrino DM <xref ref-type="bibr" rid="c18">[18]</xref>.<fn id="fn4"><label><sup>4</sup></label><p>A thermally produced keV scale sterile neutrino typically overcloses the universe <xref ref-type="bibr" rid="c22 c74 c75">[22,74,75]</xref>. This requires late time entropy dilution mechanism due to the late decay of heavier right handed neutrinos <xref ref-type="bibr" rid="c76">[76]</xref> or some kind of nonstandard cosmological phase <xref ref-type="bibr" rid="c77">[77]</xref>.</p></fn> For a general review of FIMP DM paradigm, please see <xref ref-type="bibr" rid="c17">[17]</xref>, as mentioned earlier.</p><p>Using the FIMP prescription described in the above-mentioned works, we can write down the corresponding Boltzmann equation for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the FIMP candidate as <disp-formula id="d27"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d27a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow other="silent"><mml:mo>[</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow other="silent"><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow other="silent"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow other="silent"><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow other="silent"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">⟨</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow other="silent"><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(27)</label></disp-formula>Here the first contribution on the right-hand side is from the decay process <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> while the second one is from annihilation <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The fact that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> was never produced in equilibrium requires the Yukawa coupling governing the interaction among <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> to be very small, as we mention below. Since the same Yukawa coupling appears twice in the annihilation process <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the two body decay will dominate the production. Another dominant contribution can come from the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula>-channel annihilation process of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ν</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>±</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>η</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>η</mml:mi><mml:mo>±</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> that appears in the third term on the right-hand side of the above equation. The dominant production processes of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> in our work are shown in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f2">2</xref>.</p></sec><sec id="s5"><label>V.</label><title>DIRECT DETECTION AND LEPTON FLAVOUR VIOLATION</title><p>Although the detection prospects of FIMP candidate are very limited, the WIMP can have very good direct detection signatures that can be probed at direct detection experiments like LUX <xref ref-type="bibr" rid="c11">[11]</xref>, PandaX-II <xref ref-type="bibr" rid="c8 c9">[8,9]</xref>, and Xenon1T <xref ref-type="bibr" rid="c10 c78">[10,78]</xref>. Since the WIMP is a scalar, we can have Higgs mediated spin independent elastic scattering of DM off nucleons. This direct detection cross section can be estimated as <xref ref-type="bibr" rid="c79">[79]</xref> <disp-formula id="d28"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>SI</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>DM</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math><label>(28)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>DM</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>DM</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is the DM-nucleon reduced mass and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the quartic coupling involved in DM-Higgs interaction. For WIMP, an admixture of scalar doublet and scalar singlet given by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>cos</mml:mi><mml:msub><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mi>sin</mml:mi><mml:msub><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the Higgs-DM coupling will be <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>cos</mml:mi><mml:msub><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>sin</mml:mi><mml:msub><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>. A recent estimate of the Higgs-nucleon coupling <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> gives <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.32</mml:mn></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c80">[80]</xref> although the full range of allowed values is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.26</mml:mn><mml:mi>–</mml:mi><mml:mn>0.63</mml:mn></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c81">[81]</xref>. Since DM has a doublet component in it, there arises the possibility of tree level <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Z</mml:mi></mml:math></inline-formula> boson mediated processes <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:msub><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula> being a nucleon. This process, if allowed, can give rise to a very large direct detection rate ruled out by experimental data. However, due to the inelastic nature of the process, one can forbid such scattering if <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>100</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>keV</mml:mi></mml:math></inline-formula>, typical kinetic energy of DM particle.</p><p>Another interesting observational prospect of our model is the area of charged lepton flavor violation. In the SM, there is no such process at tree level. However, at radiative level, such processes can occur in the SM. But they are suppressed by the smallness of neutrino masses, much beyond the current and near future experimental sensitivities. Therefore, any experimental observation of such processes is definitely a sign of BSM physics, like the one we are studying here. In the present model, this becomes inevitable due to the couplings of new <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> odd particles to the SM lepton doublets. The same fields that take part in the one-loop generation of light neutrino mass shown in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f3">3</xref> can also mediate charged lepton flavor violating processes like <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> etc. For example, the neural scalars in the internal lines of loops in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f3">3</xref> will be replaced by their charged counterparts (which emit a photon) whereas the external fermion legs can be replaced by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> respectively, giving the one-loop contribution to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Since the couplings and masses involved in this process are the same as the ones that generate light neutrino masses and play a role in DM relic abundance, we can no longer choose them arbitrarily. Lepton flavor violation in the scotogenic model was studied by several authors including <xref ref-type="bibr" rid="c58 c82">[58,82]</xref>.</p><p>Here we use the <sc>sp</sc>heno 3.1 interface to check the constraints from cLFV data. We particularly focus on three such cLFV decays namely, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:math></inline-formula> (Ti) conversion that not only are strongly constrained by the current experiments but also have tantalising future prospects <xref ref-type="bibr" rid="c58">[58]</xref>. The current bounds on the branching ratios of those processes are: <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>BR</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>4.2</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c83">[83]</xref>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>BR</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>1.0</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c84">[84]</xref>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>CR</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Ti</mml:mi><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Ti</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>4.3</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c85">[85]</xref>. It may be noted that the sensitivities of the first two processes will be improved by around one order of magnitude compared with the present upper limit on the branching ratios. On the other hand, the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>μ</mml:mi></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi></mml:math></inline-formula> conversion (Ti) sensitivity will be increased by six order of magnitudes <xref ref-type="bibr" rid="c58">[58]</xref> making it a highly promising test of different new physics scenarios around the TeV corner.</p></sec><sec id="s6"><label>VI.</label><title>RESULTS AND DISCUSSION</title><p>Since we have a large parameter space, we first choose the benchmark points in a way that gives rise to the desired phenomenology. Also, we choose three different masses of FIMP DM namely, 1 keV, 1 MeV, and 1 GeV and choose the parameters in such a way that all these three cases correspond to 50% contribution of FIMP to total DM abundance. The WIMP DM mass is kept fixed at 3 TeV in our analysis. We find that this relative contribution of FIMP along with the required lepton (and hence baryon) asymmetry can be generated by varying the Yukawa coupling <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> as shown in Table <xref ref-type="table" rid="t4">IV</xref>. In fact <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> solely decides the abundance of FIMP for a particular mass as this is the only parameter through which FIMP can couple to other particles in the model. As can be seen from this table, one requires very small <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> for the FIMP, as expected from the nonthermal scenario discussed earlier. One also requires relatively large quartic coupling <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> which decides the Higgs portal interactions of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:math></inline-formula> which is present as a small component in the WIMP DM eigenstate. The corresponding cogenesis results are shown in Figs. <xref ref-type="fig" rid="f5 f6 f7">5–7</xref> for three different FIMP masses proportions respectively. As we can see from these plots, the WIMP as well as the lightest right handed neutrino are in equilibrium initially followed by WIMP freeze-out and right handed neutrino decay.<fn id="fn5"><label><sup>5</sup></label><p>Assumption of right handed neutrino to be in thermal equilibrium initially is justified in the scotogenic model, as shown in <xref ref-type="bibr" rid="c68">[68]</xref>.</p></fn> Since the mass hierarchy is not very large, both the WIMP freeze-out and right handed neutrino abundance depletion (due to its decay) happens around the same epoch. Since WIMP freeze-out and right handed neutrino decay are related to the generation of lepton asymmetry as well as FIMP generation respectively, one can see the yield in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:math></inline-formula> and FIMP by the epochs of WIMP freeze-out and right handed neutrino decay. It can be seen from these plots that the required asymmetry along with WIMP-FIMP relative abundance can be achieved simultaneously leading to a successful cogenesis. In order to get the leptonic asymmetry we need the Yukawa coupling <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> to be of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> which would be fulfilled if we take the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> to be very less, to be in agreement with light neutrino masses discussed above. In doing so we would be compromising the mass difference between the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. The decreasing of the mass difference opens up the inelastic channel <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> which is ruled out, as mentioned earlier. This is where the singlet scalar <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:math></inline-formula> comes to rescue as it relaxes the tension among neutrino data, dark matter direct detection and generating correct lepton asymmetry This was also noted in a recent work <xref ref-type="bibr" rid="c53">[53]</xref>. The mixing between the doublet and singlet scalars through <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>9</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> helps in evading the direct-detection bound as is enters the effective <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Z</mml:mi></mml:math></inline-formula>-coupling to scalar WIMP. All these cases shown in Figs. <xref ref-type="fig" rid="f5 f6 f7">5–7</xref> satisfy the final leptonic asymmetry (by the epoch of electroweak phase transition temperature <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>150</mml:mn><mml:mi>–</mml:mi><mml:mn>200</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>GeV</mml:mi></mml:math></inline-formula>) required for the observed baryon asymmetry (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.0226</mml:mn></mml:math></inline-formula>) via the sphaleron conversion factor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>13</mml:mn><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the number of fermion generations and Higgs doublets respectively.</p><table-wrap id="t4" specific-use="style-1col"><object-id>IV</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.t4</object-id><label>TABLE IV.</label><caption><p>Three different cases for FIMP mass and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>.</p></caption><oasis:table frame="topbot"><oasis:tgroup cols="2"><oasis:colspec align="left" colname="col1" colsep="0" colwidth="54%"/><oasis:colspec align="center" colname="col2" colsep="0" colwidth="62%"/><oasis:thead><oasis:row><oasis:entry valign="top">FIMP mass</oasis:entry><oasis:entry valign="top"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row></oasis:thead><oasis:tbody><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="left">1 keV</oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>5.4128</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="left">1 MeV</oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>1.711678</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="left">1 GeV</oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>5.4128</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row></oasis:tbody></oasis:tgroup></oasis:table></table-wrap><fig id="f5"><object-id>5</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.f5</object-id><label>FIG. 5.</label><caption><p>Cogenesis of equal abundance of WIMP (3 TeV mass) and FIMP (1 keV mass) DM candidates and baryon asymmetry.</p></caption><graphic xlink:href="e103502_5.eps"/></fig><fig id="f6"><object-id>6</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.f6</object-id><label>FIG. 6.</label><caption><p>Cogenesis of equal abundance of WIMP (3 TeV mass) and FIMP (1 MeV mass) DM candidates and baryon asymmetry.</p></caption><graphic xlink:href="e103502_6.eps"/></fig><fig id="f7"><object-id>7</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.f7</object-id><label>FIG. 7.</label><caption><p>Cogenesis of equal abundance of WIMP (3 TeV mass) and FIMP (1 GeV mass) DM candidates and baryon asymmetry.</p></caption><graphic xlink:href="e103502_7.eps"/></fig><p>It should be noted that the FIMP DM with mass in the keV scale can face constraints from structure formation data. As noted in <xref ref-type="bibr" rid="c20">[20]</xref>, Lyman-<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>α</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> bounds restrict the keV fermion mass to be above 8 keV if it is nonresonantly produced (similar to our model) and contributes 100% to the total DM abundance. However, for less than 60% contribution to total DM, such strict mass bounds do not apply. Therefore, our benchmark value of 1 keV FIMP mass in one of the cases mentioned above remains safe from such bounds.</p><p>In Table <xref ref-type="table" rid="t5">V</xref> we show the other parameters of the model for a chosen benchmark point (BP) giving <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>50</mml:mn><mml:mo>%</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>50</mml:mn><mml:mo>%</mml:mo></mml:math></inline-formula> WIMP-FIMP proportion along with successful leptogenesis. We will compare our subsequent results with respect to this BP that satisfies all our criteria. We will see that this BP remains sensitive to LFV as well as direct detection experiments.</p><table-wrap id="t5" specific-use="style-1col"><object-id>V</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.t5</object-id><label>TABLE V.</label><caption><p>The benchmark point satisfying correct DM-leptogenesis requirements corresponding to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>50</mml:mn><mml:mo>%</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>50</mml:mn><mml:mo>%</mml:mo></mml:math></inline-formula> relative proportion of WIMP-FIMP mentioned in Table <xref ref-type="table" rid="t4">IV</xref>.</p></caption><oasis:table frame="topbot"><oasis:tgroup cols="2"><oasis:colspec align="left" colname="col1" colsep="0" colwidth="69%"/><oasis:colspec align="center" colname="col2" colsep="0" colwidth="57%"/><oasis:thead><oasis:row><oasis:entry align="center" valign="top">Parameters</oasis:entry><oasis:entry valign="top">Values</oasis:entry></oasis:row></oasis:thead><oasis:tbody><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>0.17</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>1.5</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>9</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>0.1</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>2.289</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>8</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>8</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>0.0</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>5.1 TeV</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>3 TeV</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>3.167 TeV</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>5.298 TeV</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>10.2 TeV</oasis:entry></oasis:row></oasis:tbody></oasis:tgroup></oasis:table></table-wrap><p>In Fig. <xref ref-type="fig" rid="f8">8</xref> we have shown the scatter plot for LFV branching ratios by varying the key parameters affecting them, as shown in Table <xref ref-type="table" rid="t6">VI</xref>. In all these plots we have not taken any constraint from the relic, but the neutrinos mass constraints are being taken care of by the Casas-Ibarra parametrsation which in turn fixes the Yukawa’s. The benchmark point that satisfies all relevant bounds from WIMP-FIMP as well as correct lepton asymmetry is also indicated as BP. For the same range of parameters we also show the WIMP direct detection rates in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f9">9</xref> where the BP is also indicated. It is clear that our BP is very sensitive to the current experimental upper bounds on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula> as well as direct detection rates, keeping the detection prospects very much optimistic.</p><fig id="f8"><object-id>8</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.f8</object-id><label>FIG. 8.</label><caption><p>Scatter plots for three LFV processes obtained for the range of parameters mentioned in Table <xref ref-type="table" rid="t6">VI</xref>. The y-axes correspond to the ratio of the predicted decay rate to the experimental upper limit. The black dots correspond to our benchmark point (BP) as given in Table <xref ref-type="table" rid="t5">V</xref> and satisfy all relevant bounds from WIMP-FIMP as well as correct lepton asymmetry. The horizontal dashed lines correspond to the experimental upper bound.</p></caption><graphic xlink:href="e103502_8.eps"/></fig><table-wrap id="t6" specific-use="style-1col"><object-id>VI</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.t6</object-id><label>TABLE VI.</label><caption><p>Ranges of the parameters varied in order to get the scatter plots in Figs. <xref ref-type="fig" rid="f8">8</xref>, <xref ref-type="fig" rid="f9">9</xref>.</p></caption><oasis:table frame="topbot"><oasis:tgroup cols="2"><oasis:colspec align="left" colname="col1" colsep="0" colwidth="54%"/><oasis:colspec align="center" colname="col2" colsep="0" colwidth="70%"/><oasis:thead><oasis:row><oasis:entry valign="top">Parameter</oasis:entry><oasis:entry valign="top">variation</oasis:entry></oasis:row></oasis:thead><oasis:tbody><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>1 TeV–10 TeV</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>η</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>1.7 TeV–17 TeV</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry>2.21 TeV–22.1 TeV</oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>9</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>–</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row><oasis:row rowsep="0"><oasis:entry align="center"><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula></oasis:entry><oasis:entry><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>–</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry></oasis:row></oasis:tbody></oasis:tgroup></oasis:table></table-wrap><fig id="f9"><object-id>9</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.100.103502.f9</object-id><label>FIG. 9.</label><caption><p>The scatter plot for the ratio of spin independent direct detection rates for WIMP DM to the experimental bound for the range of parameters mentioned in Table <xref ref-type="table" rid="t6">VI</xref>. The black dot corresponds to our benchmark point (BP) corresponds to the parameters given in Table <xref ref-type="table" rid="t5">V</xref> and satisfies all relevant bounds from WIMP-FIMP as well as correct lepton asymmetry. The horizontal dashed line corresponds to the experimental upper bound.</p></caption><graphic xlink:href="e103502_9.eps"/></fig></sec><sec id="s7"><label>VII.</label><title>CONCLUSION</title><p>We have studied the possibility of two-component dark matter with one thermal and one nonthermal component with the additional feature of creating the baryon asymmetry of the universe in a minimal extension of the standard model that also accommodates light neutrino masses radiatively with dark matter particles going inside the loop. The model is a simple extension of the minimal scotogenic model which consists of the SM particles plus three right handed neutrinos, one additional scalar doublet in order to achieve the additional features, not present in the minimal model. The WIMP dark matter component is produced thermally in equilibrium followed by freeze-out while the nonthermal (or FIMP) component is produced from the out-of-equilibrium decay and scattering of particles in thermal bath. The WIMP annihilations also produce a nonzero lepton asymmetry in a way similar to WIMPy leptogenesis scenarios. The WIMP is an admixture of a scalar doublet’s neutral component and a scalar singlet to satisfy the criteria of neutrino mass, dark matter relic, direct detection and leptogenesis simultaneously. Interestingly, the particles which assist in the production of FIMP also partially contribute to the origin of lepton asymmetry resulting in a hybrid setup. We outline such a hybrid cogenesis of multicomponent DM, lepton asymmetry in this work for some benchmark scenarios leaving a more detailed analysis for an upcoming work. We also find that our benchmark point satisfying the required abundance of WIMP-FIMP and baryon asymmetry also remains sensitive to dark matter direct detection as well charged lepton flavor violation like <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></sec></body><back><ack><title>ACKNOWLEDGMENTS</title><p>One of the authors, D. B. acknowledges the hospitality and facilities provided by the School of Liberal Arts, Seoul-Tech, Korea where this work was initiated and to Harish-Chandra Research Institute Allahabad, India where part of this work was finalized. D. B. also acknowledges the support from IIT Guwahati start-up grant (Reference No. xPHYSUGI-ITG01152xxDB001), Early Career Research Award from DST-SERB, Government of India (Reference No. ECR/2017/001873) and Associateship Programme of IUCAA, Pune. S. K. and A. D. were supported by the National Research Foundation of Korea (NRF) Grants No. 2009-0083526, No. 2017K1A3A7A09016430, No. 2017R1A2B4006338.</p></ack><ref-list><ref id="c1"><label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>1</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Tanabashi</string-name> <etal/> (<collab>Particle Data Group</collab>)</person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>98</volume>, <page-range>030001</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.98.030001</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c2"><label>[2]</label><mixed-citation id="c2a" publication-type="journal"><object-id>2a</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>F. Zwicky</string-name></person-group>, <source>Helv. Phys. Acta</source> <volume>6</volume>, <page-range>110</page-range> (<year>1933</year>); <pub-id pub-id-type="coden">HPACAK</pub-id><issn>0018-0238</issn></mixed-citation><mixed-citation id="c2b" publication-type="journal" specific-use="author"><object-id>2b</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>F. Zwicky</string-name></person-group><source>Gen. Relativ. Gravit.</source> <volume>41</volume>, <page-range>207</page-range> (<year>2009</year>).<pub-id pub-id-type="coden">GRGVA8</pub-id><issn>0001-7701</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/s10714-008-0707-4</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c3"><label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>3</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>V. C. Rubin</string-name> and <string-name>W. K. Ford, Jr</string-name></person-group>, <source>Astrophys. J.</source> <volume>159</volume>, <page-range>379</page-range> (<year>1970</year>).<pub-id pub-id-type="coden">ASJOAB</pub-id><issn>0004-637X</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1086/150317</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c4"><label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>4</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Clowe</string-name>, <string-name>M. Bradac</string-name>, <string-name>A. H. Gonzalez</string-name>, <string-name>M. Markevitch</string-name>, <string-name>S. W. Randall</string-name>, <string-name>C. Jones</string-name>, and <string-name>D. Zaritsky</string-name></person-group>, <source>Astrophys. J.</source> <volume>648</volume>, <page-range>L109</page-range> (<year>2006</year>).<pub-id pub-id-type="coden">ASJOAB</pub-id><issn>0004-637X</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1086/508162</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="eprint"><object-id>5</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>N. Aghanim</string-name> <etal/> (<collab>Planck Collaboration</collab>)</person-group>, <pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:1807.06209</pub-id>.</mixed-citation></ref><ref id="c6"><label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>6</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Taoso</string-name>, <string-name>G. Bertone</string-name>, and <string-name>A. Masiero</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>03</issue> (<volume>2008</volume>) <page-range>022</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2008/03/022</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c7"><label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>7</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. W. Kolb</string-name> and <string-name>M. S. Turner</string-name></person-group>, <source>Front. Phys.</source> <volume>69</volume>, <page-range>1</page-range> (<year>1990</year>).<pub-id pub-id-type="coden">FRPHAY</pub-id><issn>2296-424X</issn></mixed-citation></ref><ref id="c8"><label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>8</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>X. Cui</string-name> <etal/> (<collab>PandaX-II Collaboration</collab>)</person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>119</volume>, <page-range>181302</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.119.181302</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c9"><label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>9</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Tan</string-name> <etal/> (<collab>PandaX-II Collaboration</collab>)</person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>117</volume>, <page-range>121303</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.117.121303</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c10"><label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>10</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. Aprile</string-name> <etal/> (<collab>XENON Collaboration</collab>)</person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>119</volume>, <page-range>181301</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.119.181301</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c11"><label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>11</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. S. Akerib</string-name> <etal/> (<collab>LUX Collaboration</collab>)</person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>118</volume>, <page-range>021303</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.118.021303</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c12"><label>[12]</label><mixed-citation publication-type="eprint"><object-id>12</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. S. Akerib</string-name> <etal/> (<collab>LZ Collaboration</collab>)</person-group>, <pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:1509.02910</pub-id>.</mixed-citation></ref><ref id="c13"><label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>13</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. Aprile</string-name> <etal/> (<collab>XENON Collaboration</collab>)</person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>04</issue> (<volume>2016</volume>) <page-range>027</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2016/04/027</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c14"><label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>14</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Aalbers</string-name> <etal/> (<collab>DARWIN Collaboration</collab>)</person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>11</issue> (<volume>2016</volume>) <page-range>017</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2016/11/017</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c15"><label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>15</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Liu</string-name>, <string-name>X. Chen</string-name>, and <string-name>X. Ji</string-name></person-group>, <source>Nat. Phys.</source> <volume>13</volume>, <page-range>212</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NPAHAX</pub-id><issn>1745-2473</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1038/nphys4039</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c16"><label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>16</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>L. J. Hall</string-name>, <string-name>K. Jedamzik</string-name>, <string-name>J. March-Russell</string-name>, and <string-name>S. M. West</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>03</issue> (<volume>2010</volume>) <page-range>080</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP03(2010)080</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c17"><label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>17</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>N. Bernal</string-name>, <string-name>M. Heikinheimo</string-name>, <string-name>T. Tenkanen</string-name>, <string-name>K. Tuominen</string-name>, and <string-name>V. Vaskonen</string-name></person-group>, <source>Int. J. Mod. Phys. A</source> <volume>32</volume>, <page-range>1730023</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">IMPAEF</pub-id><issn>0217-751X</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1142/S0217751X1730023X</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c18"><label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>18</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Drewes</string-name> <etal/></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>01</issue> (<volume>2017</volume>) <page-range>025</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2017/01/025</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c19"><label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>19</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. S. Bullock</string-name> and <string-name>M. Boylan-Kolchin</string-name></person-group>, <source>Annu. Rev. Astron. Astrophys.</source> <volume>55</volume>, <page-range>343</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">ARAAAJ</pub-id><issn>0066-4146</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1146/annurev-astro-091916-055313</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c20"><label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>20</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Boyarsky</string-name>, <string-name>J. Lesgourgues</string-name>, <string-name>O. Ruchayskiy</string-name>, and <string-name>M. Viel</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>05</issue> (<volume>2009</volume>) <page-range>012</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2009/05/012</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>21</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Merle</string-name>, <string-name>V. Niro</string-name>, and <string-name>D. Schmidt</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>03</issue> (<volume>2014</volume>) <page-range>028</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2014/03/028</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>22</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Borah</string-name> and <string-name>A. Dasgupta</string-name></person-group>, <source>J. Phys. G</source> <volume>46</volume>, <page-range>105004</page-range> (<year>2019</year>).<pub-id pub-id-type="coden">JPGPED</pub-id><issn>0954-3899</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1361-6471/ab2570</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c23"><label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>23</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Dutta Banik</string-name>, <string-name>M. Pandey</string-name>, <string-name>D. Majumdar</string-name>, and <string-name>A. Biswas</string-name></person-group>, <source>Eur. Phys. J. C</source> <volume>77</volume>, <page-range>657</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">EPCFFB</pub-id><issn>1434-6044</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1140/epjc/s10052-017-5221-y</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c24"><label>[24]</label><mixed-citation publication-type="book"><object-id>24</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Y. Khlopov</string-name></person-group>, in <source>30th Rencontres de Moriond: Euroconferences: Dark Matter in Cosmology, Clocks and Tests of Fundamental Laws, 22-29 Jan 1995. Villars sur Ollon, Switzerland</source>, edited by <person-group person-group-type="editor"><string-name>B. Guiderdoni</string-name>, <string-name>G. Greene</string-name>, <string-name>D. Hinds</string-name>, <string-name>J. Tran Thanh Van</string-name>, and <string-name>J. Tran Thanh</string-name></person-group> (<publisher-name>Editions Frontieres</publisher-name>, Gif Sur Yvette, France, <year>1995</year>).</mixed-citation></ref><ref id="c25"><label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>25</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>K. M. Belotsky</string-name>, <string-name>M. Y. Khlopov</string-name>, and <string-name>K. I. Shibaev</string-name></person-group>, <source>Gravitation Cosmol.</source> <volume>12</volume>, <page-range>93</page-range> (<year>2006</year>).<pub-id pub-id-type="coden">GRCOF6</pub-id><issn>0202-2893</issn></mixed-citation></ref><ref id="c26"><label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>26</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Fargion</string-name>, <string-name>M. Khlopov</string-name>, and <string-name>C. A. Stephan</string-name></person-group>, <source>Classical Quantum Gravity</source> <volume>23</volume>, <page-range>7305</page-range> (<year>2006</year>).<pub-id pub-id-type="coden">CQGRDG</pub-id><issn>0264-9381</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/0264-9381/23/24/008</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c27"><label>[27]</label><mixed-citation publication-type="eprint"><object-id>27</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Y. Khlopov</string-name> and <string-name>C. A. Stephan</string-name></person-group>, <pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:astro-ph/0603187</pub-id>.</mixed-citation></ref><ref id="c28"><label>[28]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>28</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Y. Khlopov</string-name> and <string-name>C. Kouvaris</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>77</volume>, <page-range>065002</page-range> (<year>2008</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.77.065002</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c29"><label>[29]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>29</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Y. Khlopov</string-name> and <string-name>C. Kouvaris</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>78</volume>, <page-range>065040</page-range> (<year>2008</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.78.065040</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c30"><label>[30]</label><mixed-citation id="c30a" publication-type="journal"><object-id>30a</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. D. Sakharov</string-name></person-group>, <source>Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz.</source> <volume>5</volume>, <page-range>32</page-range> (<year>1967</year>) <pub-id pub-id-type="coden">PZETAB</pub-id><issn>0370-274X</issn></mixed-citation><mixed-citation id="c30b" publication-type="journal" specific-use="translation"><object-id>30b</object-id>[<person-group person-group-type="author"><string-name>A. D. Sakharov</string-name></person-group><source>JETP Lett.</source> <volume>5</volume>, <page-range>24</page-range> (<year>1967</year>)]; <pub-id pub-id-type="coden">JTPLA2</pub-id><issn>0021-3640</issn></mixed-citation><mixed-citation id="c30c" publication-type="journal" specific-use="author"><object-id>30c</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. D. Sakharov</string-name></person-group><source>Usp. Fiz. Nauk</source> <volume>161</volume>, <page-range>61</page-range> (<year>1991</year>) <pub-id pub-id-type="coden">UFNAAG</pub-id><issn>0042-1294</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.3367/UFNr.0161.199105h.0061</pub-id></mixed-citation><mixed-citation id="c30d" publication-type="journal" specific-use="translation"><object-id>30d</object-id>[<person-group person-group-type="author"><string-name>A. D. Sakharov</string-name></person-group><source>Sov. Phys. Usp.</source> <volume>34</volume>, <page-range>392</page-range> (<year>1991</year>)].<pub-id pub-id-type="coden">SOPUAP</pub-id><issn>0038-5670</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1070/PU1991v034n05ABEH002497</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c31"><label>[31]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>31</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. Weinberg</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>42</volume>, <page-range>850</page-range> (<year>1979</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.42.850</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c32"><label>[32]</label><mixed-citation id="c32a" publication-type="journal"><object-id>32a</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. W. Kolb</string-name> and <string-name>S. Wolfram</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B172</volume>, <page-range>224</page-range> (<year>1980</year>); <pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0550-3213(80)90167-4</pub-id></mixed-citation><mixed-citation id="c32b" publication-type="journal" specific-use="authorjournal"><object-id>32b</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. W. Kolb</string-name> and <string-name>S. Wolfram</string-name></person-group><source>Nucl. Phys.</source><volume>B195</volume>, <page-range>542(E)</page-range> (<year>1982</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn></mixed-citation></ref><ref id="c33"><label>[33]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>33</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Fukugita</string-name> and <string-name>T. Yanagida</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>174</volume>, <page-range>45</page-range> (<year>1986</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(86)91126-3</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c34"><label>[34]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>34</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. Minkowski</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett.</source> <volume>67B</volume>, <page-range>421</page-range> (<year>1977</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(77)90435-X</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c35"><label>[35]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>35</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. N. Mohapatra</string-name> and <string-name>G. Senjanovic</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>44</volume>, <page-range>912</page-range> (<year>1980</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.44.912</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c36"><label>[36]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>36</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>T. Yanagida</string-name></person-group>, <source>Conf. Proc. C</source> <volume>7902131</volume>, <page-range>95</page-range> (<year>1979</year>).</mixed-citation></ref><ref id="c37"><label>[37]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>37</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Gell-Mann</string-name>, <string-name>P. Ramond</string-name>, and <string-name>R. Slansky</string-name></person-group>, <source>Conf. Proc. C</source> <volume>790927</volume>, <page-range>315</page-range> (<year>1979</year>).</mixed-citation></ref><ref id="c38"><label>[38]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>38</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. L. Glashow</string-name></person-group>, <source>NATO Sci. Ser. B</source> <volume>61</volume>, <page-range>687</page-range> (<year>1980</year>).</mixed-citation></ref><ref id="c39"><label>[39]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>39</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Schechter</string-name> and <string-name>J. W. F. Valle</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>22</volume>, <page-range>2227</page-range> (<year>1980</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.22.2227</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c40"><label>[40]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>40</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. Nussinov</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett.</source> <volume>165B</volume>, <page-range>55</page-range> (<year>1985</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(85)90689-6</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c41"><label>[41]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>41</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>H. Davoudiasl</string-name> and <string-name>R. N. Mohapatra</string-name></person-group>, <source>New J. Phys.</source> <volume>14</volume>, <page-range>095011</page-range> (<year>2012</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NJOPFM</pub-id><issn>1367-2630</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1367-2630/14/9/095011</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c42"><label>[42]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>42</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>K. Petraki</string-name> and <string-name>R. R. Volkas</string-name></person-group>, <source>Int. J. Mod. Phys. A</source> <volume>28</volume>, <page-range>1330028</page-range> (<year>2013</year>).<pub-id pub-id-type="coden">IMPAEF</pub-id><issn>0217-751X</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1142/S0217751X13300287</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c43"><label>[43]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>43</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>K. M. Zurek</string-name></person-group>, <source>Phys. Rep.</source> <volume>537</volume>, <page-range>91</page-range> (<year>2014</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRPLCM</pub-id><issn>0370-1573</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.physrep.2013.12.001</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c44"><label>[44]</label><mixed-citation id="c44a" publication-type="journal"><object-id>44a</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Yoshimura</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>41</volume>, <page-range>281</page-range> (<year>1978</year>); <pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.41.281</pub-id></mixed-citation><mixed-citation id="c44b" publication-type="journal" specific-use="authorjournal"><object-id>44b</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Yoshimura</string-name></person-group><source>Phys. Rev. Lett.</source><volume>42</volume>, <page-range>746(E)</page-range> (<year>1979</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.42.746</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c45"><label>[45]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>45</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. M. Barr</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>19</volume>, <page-range>3803</page-range> (<year>1979</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.19.3803</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c46"><label>[46]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>46</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>I. Baldes</string-name>, <string-name>N. F. Bell</string-name>, <string-name>K. Petraki</string-name>, and <string-name>R. R. Volkas</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>113</volume>, <page-range>181601</page-range> (<year>2014</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.113.181601</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c47"><label>[47]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>47</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>Y. Cui</string-name>, <string-name>L. Randall</string-name>, and <string-name>B. Shuve</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>04</issue> (<volume>2012</volume>) <page-range>075</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP04(2012)075</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c48"><label>[48]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>48</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>N. Bernal</string-name>, <string-name>F. X. Josse-Michaux</string-name>, and <string-name>L. Ubaldi</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>01</issue> (<volume>2013</volume>) <page-range>034</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2013/01/034</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c49"><label>[49]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>49</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>N. Bernal</string-name>, <string-name>S. Colucci</string-name>, <string-name>F. X. Josse-Michaux</string-name>, <string-name>J. Racker</string-name>, and <string-name>L. Ubaldi</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>10</issue> (<volume>2013</volume>) <page-range>035</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2013/10/035</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c50"><label>[50]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>50</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Kumar</string-name> and <string-name>P. Stengel</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>89</volume>, <page-range>055016</page-range> (<year>2014</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.89.055016</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c51"><label>[51]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>51</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Racker</string-name> and <string-name>N. Rius</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>11</issue> (<volume>2014</volume>) <page-range>163</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP11(2014)163</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c52"><label>[52]</label><mixed-citation publication-type="eprint"><object-id>52</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Dasgupta</string-name>, <string-name>C. Hati</string-name>, <string-name>S. Patra</string-name>, and <string-name>U. Sarkar</string-name></person-group>, <pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:1605.01292</pub-id>.</mixed-citation></ref><ref id="c53"><label>[53]</label><mixed-citation publication-type="eprint"><object-id>53</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Borah</string-name>, <string-name>A. Dasgupta</string-name>, and <string-name>S. K. Kang</string-name></person-group>, <pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:1806.04689</pub-id>.</mixed-citation></ref><ref id="c54"><label>[54]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>54</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>F. Staub</string-name></person-group>, <source>Comput. Phys. Commun.</source> <volume>185</volume>, <page-range>1773</page-range> (<year>2014</year>).<pub-id pub-id-type="coden">CPHCBZ</pub-id><issn>0010-4655</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.cpc.2014.02.018</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c55"><label>[55]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>55</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Barducci</string-name>, <string-name>G. Belanger</string-name>, <string-name>J. Bernon</string-name>, <string-name>F. Boudjema</string-name>, <string-name>J. Da Silva</string-name>, <string-name>S. Kraml</string-name>, <string-name>U. Laa</string-name>, and <string-name>A. Pukhov</string-name></person-group>, <source>Comput. Phys. Commun.</source> <volume>222</volume>, <page-range>327</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">CPHCBZ</pub-id><issn>0010-4655</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.cpc.2017.08.028</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c56"><label>[56]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>56</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. Ma</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>73</volume>, <page-range>077301</page-range> (<year>2006</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.73.077301</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c57"><label>[57]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>57</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. A. Casas</string-name> and <string-name>A. Ibarra</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B618</volume>, <page-range>171</page-range> (<year>2001</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/S0550-3213(01)00475-8</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c58"><label>[58]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>58</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>T. Toma</string-name> and <string-name>A. Vicente</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>01</issue> (<volume>2014</volume>) <page-range>160</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP01(2014)160</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c59"><label>[59]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>59</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Ibarra</string-name> and <string-name>G. G. Ross</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>591</volume>, <page-range>285</page-range> (<year>2004</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.physletb.2004.04.037</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c60"><label>[60]</label><mixed-citation publication-type="eprint"><object-id>60</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Mahanta</string-name> and <string-name>D. Borah</string-name></person-group>, <pub-id pub-id-type="arxiv">arXiv:1906.03577</pub-id>.</mixed-citation></ref><ref id="c61"><label>[61]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>61</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>T. Hugle</string-name>, <string-name>M. Platscher</string-name>, and <string-name>K. Schmitz</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>98</volume>, <page-range>023020</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.98.023020</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c62"><label>[62]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>62</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>I. Esteban</string-name>, <string-name>M. C. Gonzalez-Garcia</string-name>, <string-name>A. Hernandez-Cabezudo</string-name>, <string-name>M. Maltoni</string-name>, and <string-name>T. Schwetz</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>01</issue> (<volume>2019</volume>) <page-range>106</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP01(2019)106</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c63"><label>[63]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>63</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>W. Buchmuller</string-name>, <string-name>P. Di Bari</string-name>, and <string-name>M. Plumacher</string-name></person-group>, <source>Ann. Phys. (Amsterdam)</source> <volume>315</volume>, <page-range>305</page-range> (<year>2005</year>).<pub-id pub-id-type="coden">APNYA6</pub-id><issn>0003-4916</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.aop.2004.02.003</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c64"><label>[64]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>64</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. Davidson</string-name> and <string-name>A. Ibarra</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>535</volume>, <page-range>25</page-range> (<year>2002</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/S0370-2693(02)01735-5</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c65"><label>[65]</label><mixed-citation id="c65a" publication-type="journal"><object-id>65a</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>W. Buchmuller</string-name>, <string-name>P. Di Bari</string-name>, and <string-name>M. Plumacher</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B643</volume>, <page-range>367</page-range> (<year>2002</year>); <pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/S0550-3213(02)00737-X</pub-id></mixed-citation><mixed-citation id="c65b" publication-type="journal" specific-use="authorjournal"><object-id>65b</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>W. Buchmuller</string-name>, <string-name>P. Di Bari</string-name>, and <string-name>M. Plumacher</string-name></person-group><source>Nucl. Phys.</source><volume>B793</volume>, <page-range>362(E)</page-range> (<year>2008</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.nuclphysb.2007.11.030</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c66"><label>[66]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>66</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>K. Moffat</string-name>, <string-name>S. Pascoli</string-name>, <string-name>S. T. Petcov</string-name>, <string-name>H. Schulz</string-name>, and <string-name>J. Turner</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>98</volume>, <page-range>015036</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.98.015036</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c67"><label>[67]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>67</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>T. Alanne</string-name>, <string-name>T. Hugle</string-name>, <string-name>M. Platscher</string-name>, and <string-name>K. Schmitz</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>03</issue> (<volume>2019</volume>) <page-range>037</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2019/03/037</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c68"><label>[68]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>68</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Borah</string-name>, <string-name>P. S. B. Dev</string-name>, and <string-name>A. Kumar</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>99</volume>, <page-range>055012</page-range> (<year>2019</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.99.055012</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c69"><label>[69]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>69</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Pilaftsis</string-name> and <string-name>T. E. J. Underwood</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B692</volume>, <page-range>303</page-range> (<year>2004</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.nuclphysb.2004.05.029</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c70"><label>[70]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>70</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>B. Dev</string-name>, <string-name>M. Garny</string-name>, <string-name>J. Klaric</string-name>, <string-name>P. Millington</string-name>, and <string-name>D. Teresi</string-name></person-group>, <source>Int. J. Mod. Phys. A</source> <volume>33</volume>, <page-range>1842003</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">IMPAEF</pub-id><issn>0217-751X</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1142/S0217751X18420034</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c71"><label>[71]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>71</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Merle</string-name> and <string-name>M. Totzauer</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>06</issue> (<volume>2015</volume>) <page-range>011</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2015/06/011</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c72"><label>[72]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>72</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>B. Shakya</string-name></person-group>, <source>Mod. Phys. Lett. A</source> <volume>31</volume>, <page-range>1630005</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">MPLAEQ</pub-id><issn>0217-7323</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1142/S0217732316300056</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c73"><label>[73]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>73</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. KÃűnig</string-name>, <string-name>A. Merle</string-name>, and <string-name>M. Totzauer</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>11</issue> (<volume>2016</volume>) <page-range>038</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2016/11/038</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c74"><label>[74]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>74</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Nemevsek</string-name>, <string-name>G. Senjanovic</string-name>, and <string-name>Y. Zhang</string-name></person-group>, <source>J. Cosmol. Astropart. Phys.</source> <issue>07</issue> (<volume>2012</volume>) <page-range>006</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JCAPBP</pub-id><issn>1475-7516</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1088/1475-7516/2012/07/006</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c75"><label>[75]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>75</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>F. Bezrukov</string-name>, <string-name>H. Hettmansperger</string-name>, and <string-name>M. Lindner</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>81</volume>, <page-range>085032</page-range> (<year>2010</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.81.085032</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c76"><label>[76]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>76</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. J. Scherrer</string-name> and <string-name>M. S. Turner</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>31</volume>, <page-range>681</page-range> (<year>1985</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.31.681</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c77"><label>[77]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>77</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Biswas</string-name>, <string-name>D. Borah</string-name>, and <string-name>D. Nanda</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>786</volume>, <page-range>364</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.physletb.2018.10.012</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c78"><label>[78]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>78</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. Aprile</string-name> <etal/> (<collab>XENON Collaboration</collab>)</person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>121</volume>, <page-range>111302</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.121.111302</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c79"><label>[79]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>79</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. Barbieri</string-name>, <string-name>L. J. Hall</string-name>, and <string-name>V. S. Rychkov</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>74</volume>, <page-range>015007</page-range> (<year>2006</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.74.015007</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c80"><label>[80]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>80</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Giedt</string-name>, <string-name>A. W. Thomas</string-name>, and <string-name>R. D. Young</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>103</volume>, <page-range>201802</page-range> (<year>2009</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.103.201802</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c81"><label>[81]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>81</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>Y. Mambrini</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>84</volume>, <page-range>115017</page-range> (<year>2011</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.84.115017</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c82"><label>[82]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>82</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Vicente</string-name> and <string-name>C. E. Yaguna</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>02</issue> (<volume>2015</volume>) <page-range>144</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP02(2015)144</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c83"><label>[83]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>83</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. M. Baldini</string-name> <etal/> (<collab>MEG Collaboration</collab>)</person-group>, <source>Eur. Phys. J. C</source> <volume>76</volume>, <page-range>434</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">EPCFFB</pub-id><issn>1434-6044</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1140/epjc/s10052-016-4271-x</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c84"><label>[84]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>84</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>U. Bellgardt</string-name> <etal/> (<collab>SINDRUM Collaboration</collab>)</person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B299</volume>, <page-range>1</page-range> (<year>1988</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0550-3213(88)90462-2</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c85"><label>[85]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>85</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>C. Dohmen</string-name> <etal/> (<collab>SINDRUM II Collaboration</collab>)</person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>317</volume>, <page-range>631</page-range> (<year>1993</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(93)91383-X</pub-id></mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
