A geometric origin for the radiative neutrino portal to secluded dark matter
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino(意大利国家核物理研究所都灵分部)
该研究提出辐射中微子门户到隐匿暗物质的几何起源,通过五维隔绝设置解释树级门户耦合为零的边界条件,重中微子质量尺度受直接探测和大爆炸核合成约束,可行质量范围覆盖多TeV至PeV及更高尺度。
2026-08-03 hep-ph hep-th
Cosmological Relaxation through the Dark Axion Portal
暗轴子入口是类轴子粒子与暗光子的耦合,暗光子与可见光子动力学混合。我们展示了这个门户网站,当应用到松弛,可以导致宇宙学松弛的弱尺度使用暗光子生产。关键的逆反应机制涉及施温格效应:只要电弱对称性未被破坏,携带暗毫电荷的无质量标准模型费米子的施温格产生会抑制暗光子的产生。一旦电弱对称性被打破,费米子获得质量,抑制被解除。一个增强的暗光子耗散,然后陷阱的弛豫在一个自然的小弱标度。因此,我们的模型提供了一个新的联系之间的现象学暗轴子门户,暗光子,希格斯质量的层次问题。
2022-07-08 astro-ph.CO hep-ph
Interplay between neutrino and gravity portals for FIMP dark matter
在经典的I型跷跷板机制中,非常重的右手(RH)中微子通过RH中微子入口耦合到弱相互作用大质量粒子(FIMP)暗扇区来解释暗物质。然而,对于大质量的RH中微子,引力可以发挥重要作用。我们研究了在早期宇宙中产生暗物质粒子的过程中,通过右手中微子的中微子入口和通过无质量自旋2引力子的引力入口之间的相互作用。作为一个具体的例子,我们考虑了最小的和现实的小跷跷板模型与两个RH中微子,增加了一个暗标量和一个暗费米子下的全球$U(1)_D$暗对称充电。在该模型中,通常的跷跷板中微子Yukawa耦合和右手中微子的质量(最轻的是约$5\times 10^{10}$ GeV)是固定的中微子振荡数据和leptogenesis。因此,我们探索的参数空间的两个RH中微子门户耦合,两个暗粒子的质量和再加热温度的宇宙,正确的暗物质遗迹丰度是通过冻结机制实现的。特别是,我们强调哪一类过程占主导地位的暗物质生产。我们发现,尽管存在的重力门户,暗物质生产依赖于通常的跷跷板中微子汤川耦合在某些地区的参数空间,从而实现了直接联系暗物质和中微子现象。最后,我们报告的阈值的中微子门户网站耦合低于中微子门户网站是无关紧要的和普朗克相互作用的暗物质范例被保存。
2021-01-20 hep-ph
Top Quark as a Dark Portal and Neutrino Mass Generation
我们提出了一个新的模型辐射产生马约拉纳活性中微子质量,同时将一个可行的暗物质候选人。这是可能的,通过扩展标准模型与一个单一的马约拉纳中微子赋予一个暗宇称,一个彩色电弱单重标量,以及彩色电弱三重标量。在这个框架内,$up$型夸克扮演着特殊的角色,作为暗物质的入口,以及中微子质量产生的信使。我们考虑了三个基准方案,其中暗物质的丰度可以匹配最新的实验结果,同时产生的中微子质量在毫电子伏特范围内。我们展示了如何从轻子味违反的约束,特别是分支分数的$μ\to eγ$,可以把我们的暗物质候选人和顶夸克之间的耦合的下限。此外,我们表明,这种耦合也可以使用Tevatron和LHC的对撞机数据进行约束。
2013-07-16 astro-ph.CO hep-ph
Higgs-portal Scalar Dark Matter: Scattering Cross Section and Observable Limits
从暗物质自相互作用对大尺度结构形成的影响出发,研究了最简单的Higgs门暗物质模型.我们显示的共振和大质量区域的直接检测极限。最后,我们还比较了这些限制在LHC和氙1T实验。
2016-11-22 astro-ph.CO hep-ph
Probing Neutrino Dipole Portal at COHERENT Experiment
受COHERENT实验首次观测到的中微子-核相干弹性散射的启发,我们利用最近公布的CENS 10液氩实验数据和COHERENT实验的CsI数据,对引起标准模型中微子向无菌中微子跃迁的中微子偶极门进行了研究.执行这些数据的统计分析,我们展示了如何过渡磁矩可以约束为10千电子伏和40兆电子伏之间的无菌中微子质量的范围。
2021-08-30 hep-ph
Symmetric tensor portals to dark matter I: Creation of dark scalars
本文研究通过对称张量门户产生标量暗物质,发现freeze-in和热freeze-out机制均可实现该过程,且freeze-in所需张量质量远大于freeze-out,符合非热化假设。
2025-09-16 hep-ph hep-th
Dark matter and the neutrino portal paradigm
提出了一个简单的扩展的标准模型(SM),提供了一个明确的实现暗物质(DM)中微子门户范例。包含标量和残余费米子的暗扇区与SM之间的主要相互作用涉及中微子。该模型满足所有观测约束。
2016-08-22 hep-ph
Neutrino dark matter and the Higgs portal: improved freeze-in analysis
惰性中微子是暗物质的主要候选者之一。它们的质量可能来源于标量场的真空期望值。如果无菌中微子耦合非常小,并且它们与暴胀子的直接耦合被轻子数对称性所禁止,那么主要的暗物质产生机制就是冻结方案。我们研究这种可能性的中微子质量范围高达1 GeV,考虑到相对论生产率的基础上的玻色-爱因斯坦统计,热质量和相变效应。产生机制和主导模式的细节取决于标量和不育中微子质量之间的关系,以及标量是否热化。我们发现,所观察到的暗物质丰度可以产生在所有的情况下考虑。我们还重新审视冻结生产的希格斯门标量,指出融合模式的重要性,以及热化约束。
2020-10-02 astro-ph.CO hep-ph
Dark photon relic dark matter production through the dark axion portal
利用最近提出的暗轴子门,提出了一种在早期宇宙中借助轴子($a$)产生暗光子($γ'$)的新机制。暗光子是暗区的一种轻规范玻色子,如果它的寿命足够长,它可以成为一种遗迹暗物质。我们考虑的主要过程是由光子介导的Primakoff过程$f a \to f γ'$的变体,这是可能的轴子-光子-暗光子耦合。在早期宇宙中,由于强相互作用的存在,轴子被热化,通过暗轴子门耦合,轴子参与了非热暗光子的产生。它提供了一个双组分的暗物质扇区,轴子暗物质的残余密度亏损问题可以通过暗光子的补偿来解决。暗光子暗物质也可以通过$γ' \to γa$衰变来解决报告的3.5 keV $X$ -射线过剩。
2017-06-02 astro-ph.CO hep-ph
Sterile neutrino portal to Dark Matter I: The $U(1)_{B-L}$ case
在本文中,我们探讨了宇宙中的不育中微子和暗物质部门有一个共同起源的可能性。我们研究了这种假设的后果,在简单的情况下,耦合的黑暗部门的标准模型通过一个全球性的$U(1)_{B-L}$,打破了自发的暗标量。这个暗标量为暗费米子提供质量,并通过希格斯门耦合与希格斯进行通信。我们发现了一个有趣的相互作用之间的暗物质湮灭暗标量-CP-甚至混合与希格斯粒子和CP-奇数,成为戈德斯通玻色子,马约伦-和重中微子,以及碰撞探测器通过耦合到希格斯粒子。此外,暗物质湮灭成为无菌中微子及其随后的衰变以测量玻色子和夸克,带电轻子或中微子导致间接检测签名,其接近银河系中心和矮星系的伽马射线通量的当前界限。
2017-03-02 astro-ph.CO hep-ph
Portal Connecting Dark Photons and Axions
暗光子和轴子(或类轴子粒子)是隐藏扇区中常见的亮粒子。它们中的每一个都被积极地通过称为矢量门户和轴子门户的耦合来寻找。我们引入一个新的入口连接暗光子和轴子(轴子-光子-暗光子,轴子-暗光子-暗光子),它出现在两个粒子的存在。这个黑暗的轴子入口是真正的新耦合,不仅仅是矢量入口和轴子入口的产物,因为这些耦合的内部结构。我们提出了一个简单的模型,实现了黑暗的轴子门户网站,并讨论为什么它值得丰富的现象学。
2017-02-26 hep-ph
Neutrino Portal via Loops
在计算暗物质遗迹密度时,通常假定对暗物质湮灭截面的单圈修正是次要的。在本文中,我们提出了一个方案,DM冻结出主要是通过循环的中微子门户网站。对于标量DM通过三角图湮灭为中微子,或Majorana DM通过箱形图湮灭为中微子,如果介质是Majorana费米子,则可以产生观测到的DM遗迹密度。进一步计算了暗晕中中微子的德拜质量和中微子振荡几率。数值结果表明,在地球上,DM对这些物理观测量的影响可以忽略不计,但分析结果可以用来评估在密集DM环境中的中微子的性质。
2020-09-25 hep-ph
Radion Portal Freeze-Out Dark-Matter
本研究提出稳定额外维理论中radion可作为普通物质与WIMP暗物质的天然门户,通过共振湮灭产生观测暗物质遗迹丰度,指出直接探测暂无法约束该模型,间接探测排除5-80 GeV的暗物质质量区间。
2025-07-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The Inflaton Portal to Dark Matter
我们认为暴胀子是暗区的一部分,并与标准模型相互作用的可能性,通过门户网站与重复杂的标量场在平衡与标准模型在高能量的相互作用。暴胀子和暗物质被封装在一个单一的复杂的领域和两个标量部门下不同的(近似)全球U(1)的收费,这样的暗物质,以及可见的赝标量被认为是相对较轻的,作为伪南武-戈德斯通玻色子的理论。暗物质遗迹密度由通过暴胀子入口的冻结产物填充。特别是,在再加热后,由于普朗克对暗四次耦合的严格约束,暴胀子衰变产生的暗物质自然被抑制,因此保留了任何初始条件调谐的非热场景。
2017-11-14 astro-ph.CO hep-ph
Implications of the dark axion portal for the muon g-2, B-factories, fixed target neutrino experiments and beam dumps
暗轴子入口是最近引入的介于标准模型和暗区之间的入口。它通过一个异常三角形同时将暗光子和轴子(或类轴子粒子)连接到光子。虽然矢量门户和轴子门户分别是搜索暗光子和轴子的热门场所,但如果它们共存,新门户提供了新的检测渠道。暗轴子传送门不是两个传送门简单组合的结果,它的价值也不是由其他传送门的价值决定的;它应该被独立测试。在本文中,我们讨论了轻子g-2,B-工厂,固定靶中微子实验,和束流转储的新门户网站的影响。我们提供了轴子光子暗光子耦合的模型无关的约束条件,并讨论了最近激活的Belle-II实验的灵敏度,这将在测试新的门户网站发挥重要作用。
2018-12-16 hep-ph
Dark Matter and Neutrino Masses in a Portalino-like Model
本研究提出类Portalino暗物质与中微子质量模型,通过右手中微子连接标准模型与隐藏区,结合宇宙学约束得出Portalino可行质量范围,并指出其湮灭信号可作为中微子望远镜观测目标。
2023-06-16 hep-ph
Derivative Portal Dark Matter
Guangdong Ocean University(广东海洋大学);Sun Yat-sen University(中山大学)
导数portal暗物质通过质量媒介与标准模型以导数形式耦合,可规避直接探测限制并自然解释 relic 密度观测。
2026-01-24 hep-ph hep-th
Exploring Dark Sector Portals with High Intensity Experiments
在未来十年及以后的高强度实验中,一个广泛的搜索计划将灵敏地探测新的光介质粒子,它们通过最小可重整化矢量、希格斯粒子和中微子门户以及更高维度的类轴子粒子门户相互作用。这些门户可能连接可见和黑暗部门,并在粒子物理学和宇宙学中一些重大开放问题的许多提议解决方案中发挥关键作用。在本白皮书中,我们综述了最小暗扇区门户研究的理论和实验进展、现状和前景。
2022-09-29 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The Neutrino Magnetic Moment Portal
我们讨论中微子磁矩作为一种约束物理超越标准模型的方式。事实上,TeV量级的新物理学可以很容易地产生可观测的中微子磁矩,并且存在多种探测它们的方法。我们特别强调直接暗物质探测实验(这是敏感的中微子磁矩,因为太阳中微子散射率的预测修改),恒星冷却,和宇宙学的约束。
2021-05-14 hep-ph
Sterile Neutrino portal to Dark Matter II: Exact Dark symmetry
我们分析了标准模型(SM)的一个简单的扩展与暗扇区组成的标量和费米子,SM规范群下的两个单线态下,但收费下的暗扇区对称群。不育中微子,这两个群体下的单线态,介导暗扇区和SM粒子之间的相互作用,并通过跷跷板机制产生质量的活动中微子。我们探索的参数空间区域中观察到的暗物质遗迹丰度是由湮灭成不育中微子,无论是费米子和标量暗物质粒子。标量暗物质的情况提供了一个有趣的替代通常的希格斯门户的情况。我们还研究了直接暗物质搜索的约束条件和通过无菌中微子衰变到轻子的间接检测的前景,这可能能够排除暗物质质量低于100 GeV左右。
2017-07-12 astro-ph.CO hep-ph
Scrutinizing Right-Handed Neutrino Portal Dark Matter With Yukawa Effect
通过分析具有右手中微子入口的一般暗物质候选者冻结过程中的中微子Yukawa效应,确定了满足观测到的暗物质遗迹密度以及当前Fermi-LAT和H.E.S. S的参数区域.极限和未来CTA对伽马射线信号的影响。在这种情况下,暗物质与希格斯玻色子在单圈水平上耦合,因此可以通过自旋无关的核子散射在合理的相关参数范围内进行检测。
2018-12-06 hep-ph
2HDM singlet portal to dark matter
希格斯门模型是解释宇宙遗迹丰度的最简单的方法。他们只添加了一个单线态,它只通过一个参数与希格斯玻色子耦合,这个参数控制着暗物质遗迹的丰度和直接探测截面。不幸的是,无论是标量还是费米暗物质,这种情况几乎被后者排除在外。在本文中,我们分析了希格斯门的想法与费米子暗物质的上下文中的2HDM。通过将决定正确遗迹密度的耦合与控制直接探测截面的耦合分开,我们能够打开参数空间,找到与观测到的遗迹密度和所有电流边界一致的宽区域。
2021-01-22 astro-ph.CO hep-ph
Thermally modified sterile neutrino portal dark matter and gravitational waves from phase transition: The Freeze-in case
我们考虑到热效应的暗物质生产过程的评估。在右手中微子的辅助下,冻结态大质量粒子暗物质的产生历史可以通过两步相变得到修正。衰变/逆衰变或湮灭过程的运动学可以受到宇宙冷却时有限温度效应的影响。该模型所遵循的对称性的历史可以通过DM遗迹丰度演化过程来揭示。可以探测由引力波产生的强一级电弱相变。层次问题的额外标量的数量可以通过LHC的希格斯离壳搜索来探测。
2018-10-07 astro-ph.CO hep-ph
Vector Portal Pseudo-Goldstone Dark Matter
我们提出了一个模型的伪戈德斯通暗物质,通过一个光矢量介质的基础上自发打破$SU(2)$暗部门。暗物质质量是由暗$SU(2)$对称性的显式破缺引起的。剩余的全球$U(1)$对称性阻止了暗物质衰变。这个模型的行为进行了研究的假设下,观察到的暗物质遗迹丰度是由于热冻结。我们认为自相互作用的小尺度结构异常的目标和相互作用的可能性与标准模型通过矢量介体。
2022-10-04 astro-ph.CO hep-ph
Safety in darkness: Higgs portal to simple Yukawa systems
暗物质的性质和时空的基本量子结构可以在渐近安全框架中直接联系起来。标准模型的可见Higgs-Yukawa扇区的玩具模型,通过门耦合耦合到暗扇区,提供了一个模型的第一个例子,同时i)可以在非零门耦合处变得渐近安全,ii)可以具有强烈增强的预测能力,对于所有相互作用具有可计算的值,从而iii)在暗粒子的质量、它们的自相互作用和入口耦合之间产生了可计算的关系。
2021-08-31 gr-qc hep-ph hep-th
Highly-boosted dark matter and cutoff for cosmic-ray neutrino through neutrino portal
我们研究了宇宙射线中微子的截止,通过中微子门相互作用与宇宙背景中微子到暗扇区粒子的散射。我们发现,当暗扇形粒子主要与$τ-$中微子耦合时,仍然存在较大的相互作用率,从而在较宽的能量范围内,中微子的平均自由程可以约为$O(10)~$ Mpc.如果足够稳定,大部分宇宙射线中微子能量转移到暗区粒子中,就可以穿越宇宙到达地球。如果暗扇区粒子起源于宇宙成因中微子,则其能量可达$Ø({\rm EeV})$。
2019-05-14 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Probing Freeze-in Dark Matter via Heavy Neutrino Portal
本研究针对通过右手中微子(RHN)门户产生的冻结暗物质,基于含四个自由参数的最小扩展I型跷跷板简化模型,分析两种暗物质产生机制,发现亚TeV质量下满足遗迹密度的参数空间可被现有及未来的重中微子探测设施覆盖。
2023-08-24 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino Mixing via the Neutrino Portal
轻子和夸克混合之间的关系:$U_{PMNS} \approx V_{CKM}^{\dagger} U_X$,其中$U_X$是BM或TBM混合矩阵,暗示了夸克-轻子(大)统一和具有某些味对称性的隐藏扇区的存在。后者通过中微子入口耦合到可见扇区,并负责$U_X$,以及中微子质量的小。GUT保证了$\sim V_{CKM}$在轻子混合中的出现。这种情况下(逆或双跷跷板,筛选的狄拉克结构,基础固定对称性)的一般功能进行了描述,并提出了两个实现。高能量实现是基于$SO(10)$大统一理论的普朗克尺度的隐藏部门。低能量实现包括100 TeV尺度的$L-R$对称性和keV-MeV尺度的隐藏扇区。
2019-05-02 hep-ph
Self-interacting Dark Matter via Right Handed Neutrino Portal
提出了一个自相互作用的暗物质(DM)方案,其中右手中微子(RHN)进入标准模型(SM)。暗扇区由一个粒子DM,假设是一个狄拉克费米子,和一个光介体的暗阿贝尔矢量玻色子,以产生所需的速度依赖的自相互作用与天体物理观测。不管这种DM的热或非热生产,其最终遗迹仍然不足,由于DM到光介质的有效湮灭率凭借大的自相互作用耦合。然后,我们表明,通过RHN的DM-SM相互作用的一个微弱的门户提供了一种可能性,以填补通过RHN的后期衰变的DM的遗迹赤字。由于RHN也自然出现在解释轻中微子质量起源的跷跷板模型中,我们概述了两个紫外线完整实现的最小设置在暗生和衡量的B-L框架,其中连接到中微子质量和其他现象学,如互补的发现前景进行了讨论。
2021-12-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Spin portal to dark matter
在这项工作中,我们研究的可能性,暗物质领域转换的$(1,0)\oplus(0,1)$表示的均匀洛伦兹群。在一个有效的理论方法中,我们研究了暗物质与标准模型场的最低维相互作用项,假设暗物质场在标准模型规范群下变换为单态。有三个四维算子,其中两个产生一个通往暗物质的希格斯门。第三个算符将光子和$Z^0$场耦合到暗物质的更高多极子,产生一个\textit{spin portal}到暗物质。对于质量低于$Z^0$质量一半的暗物质($D$),衰变$Z^0\to \bar{D} D$和$H\to \bar{D}D$在运动学上是允许的,并且有助于$Z^0$和$H$的不可见宽度。我们计算这些衰变,并使用这些不可见的宽度的实验结果来约束的值的低能量常数发现一般的自旋门户的影响可以更重要的希格斯门户。我们计算了暗物质遗迹密度,利用$Z^0$和$H$不可见宽度对低能常数的约束,并将我们的结果与实测遗迹密度进行了比较,发现具有$(1,0)\oplus(0,1)$时空结构的暗物质必须具有质量$M>43 ~ GeV$ .
2018-01-30 hep-ph hep-th
Implications of the dark axion portal for SHiP and FASER and the advantages of monophoton signals
我们调查的暗轴子门户相互作用,轴子光子暗光子顶点,为未来的实验SHiP和FASER的影响。我们还研究了组合矢量门(光子和暗光子的动力学混合)和暗轴子门的现象。μ子$g-2$的差异,不幸的是没有解决,即使与两个门户网站,但低能量束流收集实验与双光子探测能力可以打开新的机会,在光明黑暗的部门搜索使用组合门户网站。
2019-09-23 hep-ph
Direct Detection Experiments at the Neutrino Dipole Portal Frontier
重无菌中微子通常被用来容纳观测到的中微子质量,通过假定一个新的汤川项将这些新的状态连接到电弱双重态中的中微子。然而,鉴于我们对中微子部分的无知,我们应该探索这种无菌中微子可能与SM发生的其他相互作用。本文研究了将重态耦合到轻中微子和光子的五维算符。我们发现,最近的XENON1T直接检测数据可以提高这个“中微子偶极门”的限制高达一个数量级超过以前的界限。未来的直接检测实验可能能够将这些界限扩展到SN 1987 A探测的水平。
2018-11-29 hep-ex hep-ph
Cosmology and direct detection of the Dark Axion Portal
暗轴子门户提供了一个暗物质(DM)模型,其中暗光子$γ^\prime$和轴子$a$都可以对当今DM的丰度做出贡献。我们研究的参数空间的暗轴子门户精确定位区域的参数空间,$γ^\prime$和$a$可以产生足够的丰度占宇宙DM密度,同时仍然是可检测的计划直接检测和轴子晕镜实验。特别是,我们探讨的eV级暗光子在黑暗的轴子门户网站的生产,考虑到可能的动力学混合之间的黑暗和可见光子,这是必不可少的暗光子通过吸收直接搜索检测。我们发现,非零动力学混合一般不会破坏模型的现象,使轴子和暗光子稳定。可行的生产机制指向暗光子的次主导人口构成DM的$\lesssim 10\%$,其余的由轴子DM。质量范围为$m_{γ^\prime} \sim 20-200\,\mathrm{eV}$的暗光子和质量范围为$m_a \sim 30 - 400\,μ\mathrm{eV}$的轴子可能在暗轴子门户中以这些丰度自洽地产生,并且在未来的直接搜索范围内。
2022-02-03 astro-ph.CO hep-ph
Hidden sector monopole, vector dark matter and dark radiation with Higgs portal
我们证明了在Higgs门相互作用下的“t Hooft-Polyakov”暗物质模型是一个可行的暗物质模型,其中Higgs和大质量矢量暗物质(VDM)由于拓扑守恒和不间断子群$U(1)_X$而稳定.我们发现,即使观测到的CMB数据要求暗规范耦合是相当小的,适当的量的VDM热遗迹可以通过$s$通道共振湮灭的质量接近或小于SM希格斯质量的一半,由于希格斯门相互作用的VDM。单极遗迹密度比观测到的暗物质遗迹密度小几个数量级。直接探测实验,特别是计划中的XENON 1 T实验,可以探测暗希格斯粒子比$\lesssim 60 {\rm GeV}$轻的参数空间。此外,与未破碎的$U(1)_X$相关联的暗光子对目前的辐射能量密度有贡献,从而给出$ΔN_{\rm eff}^ν\sim 0.1$作为额外的相对论中微子种类。
2014-06-10 astro-ph.CO hep-ph
Self-Interacting Dark Matter through the Higgs Portal
我们研究通过希格斯门耦合到标准模型的自相互作用暗物质。我们考虑一个场景,其中暗物质是一个热遗迹,具有足够强的自相互作用,可以减轻无碰撞冷暗物质的问题。我们研究直接探测搜索,大型强子对撞机和大爆炸核合成的约束。我们表明,这些约束和需要足够强的自相互作用与光介质之间的紧张关系可以通过耦合介质,无论是活跃或无菌中微子。未来的直接探测数据提供了巨大的潜力,可以用来寻找光介质的证据,并验证暗物质通过远程自相互作用散射。
2014-11-13 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino magnetic dipole portal with low energy neutrino nucleus scattering data
本文利用Dresden-II、COHERENT及暗物质直接探测实验的核与电子反冲数据,约束0.1–50 MeV惰性中微子的电子、μ和τ味磁偶极子入口参数空间。
2024-06-11 hep-ex hep-ph
Neutrino Portal to FIMP Dark Matter with an Early Matter Era
我们研究了弱相互作用大质量粒子(FIMP)候选暗物质通过中微子入口的冻结产生。我们考虑一个隐藏的部门组成的费米子和一个复杂的标量,与最轻的一个被视为FIMP候选人。我们实施的I型跷跷板机制产生的质量的标准模型(SM)中微子和考虑三个重中微子,负责调解之间的相互作用的隐藏和SM部门。我们假设在暴胀和大爆炸核合成之间的一段时间内发生了早期物质主导时代(EMDE),使宇宙膨胀得比标准辐射主导时代更快。在这种情况下,隐藏和SM扇区很容易解耦,并且从遗迹密度约束需要FIMPs和SM粒子之间的更大耦合。在这种情况下,我们讨论了整个修改后的宇宙历史的暗物质的动力学,评估模型的相关约束,并讨论了EMDE的持续时间的暗物质生产的后果。最后,我们表明,如果重中微子是不是热浴的一部分,这种情况下成为可测试的,通过间接检测搜索。
2020-03-20 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino dipole portal at a high energy $μ-$collider
该研究针对未来μ子对撞机上连接活性与惰性中微子的量纲6偶极门户算符展开唯象分析,识别两种惰性中微子产生模式,发现电弱玻色子与标准模型轻子融合的模式灵敏度最优,可探测约10TeV量级的新物理标度。
2024-10-10 hep-ph
Light Dirac neutrino portal dark matter with gauged $U(1)_{B-L}$ symmetry
提出定域 $U(1)_{B-L}$ 的轻 Dirac 中微子门户暗物质模型,结合热与非热产生、CMB、结构形成及地面约束,显著压缩可行参数空间。
2024-04-09 astro-ph.CO hep-ph
Topological Portal to the Dark Sector
提出QCD与暗区间的拓扑门户,连接三个QCD介子与两个暗π介子,作为主导门户,提供轻热非弹性暗物质场景,减弱湮灭并抑制直接探测,但为Belle II提供新对撞机信号。
2025-01-27 hep-ex hep-ph hep-th
Dark SU(2) Stueckelberg portal
我们研究了$U(1)_D$ Stueckelberg门户的非阿贝尔$SU(2)_D$扩展,它在标准模型(SM)和暗区(DS)之间起着中介作用。这个入口由Stueckelberg机制指定,用于产生暗规范玻色子质量。提出的$U(1)_D\times SU(2)_D$ Stueckelberg门户与SM物质场有联系,类似于Familon模型。我们推导出暗门玻色子和SM粒子的耦合上的界限,它支配夸克和轻子的对角和非对角味跃迁。
2023-03-08 hep-ph
Dark matter decay through gravity portals
到目前为止,暗物质的整个证据都是引力起源的,基于这一事实,我们研究了由引力门户介导的暗物质衰变为标准模型粒子,即,通过暗物质的非最小引力相互作用。我们研究了几个广泛研究的标量和费米子暗物质框架中的衰变,其中暗物质通过全局对称性稳定在平坦时空中。我们发现,标量单重暗物质候选人的约束是非常强的,并排除参数空间的大区域,这表明一个额外的稳定对称性应该到位。相反,标量二重态和费米子单重态的候选者则分别受到规范对称性和洛伦兹对称性的保护,不受太快衰变的影响。对于非最小耦合参数$ξ\sim {\cal{O}}(1)$,如果暗物质质量小于$\sim 10^5$ GeV(标量偶态)和$\sim 10^6$ GeV(费米子单态),则通过重力门户的衰变与观测结果一致。
2017-03-12 astro-ph.CO hep-ph
IceCube Events from Heavy DM decays through the Right-handed Neutrino Portal
最近观测到的冰立方PeV事件可能是由于重暗物质(DM)衰变。本文提出了一个具有额外$U(1)_X$规范对称性的简单DM模型,并通过重右手中微子将其与标准模型粒子桥接。质量约为5 PeV的狄拉克费米子DM $χ$主要衰变为暗Higgs($ϕ$)、SM Higgs($h$)和中微子($ν$)。如果$χ$的寿命为~O($10^{28}$)sec,则所得中微子通量可以一致地拟合数据。例如,在我们的模型中,来自$χ\rightarrow ϕh ν$的中微子通量比来自$χ\rightarrow νh$的中微子通量要软。我们还讨论了一种可能的机制,以产生DM与正确的遗物丰度。
2015-10-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Z-portal Continuum Dark Matter
我们研究的可能性,暗物质(DM)由一个缺口连续,而不是普通的粒子。弱交互连续统(WIC)模型通过Z门户与标准模型耦合,提供了这一思想的明确实现。在这个模型中的热DM遗迹密度自然是与观测相一致,提供了一个连续对应的“WIMP奇迹”。直接检测截面的强烈抑制相比,普通的Z-门户WIMP,由于连续运动学的独特效果。连续统DM状态在宇宙的整个历史中都会衰变,而对宇宙微波背景的观测限制了可能的晚期衰变。在对撞机上产生的WIC可以提供一个引人注目的级联衰变特征。我们发现,一个简单的Z-门户WIC模型提供了一个完全可行的DM候选人符合所有目前的实验约束。
2022-01-15 astro-ph.CO hep-ph
A Thermal Neutrino Portal to Sub-MeV Dark Matter
在核合成和复合时,比MeV轻的热遗迹对宇宙的能量密度有贡献。对额外辐射自由度的约束通常甚至排除了这种最简单的暗扇区。我们探讨了亚MeV暗区在中微子-光子退耦后与标准模型达到平衡的可能性,这大大削弱了这些约束,并在中微子质量产生的背景下通过轻子数的自发破缺自然产生。获得足够的暗物质丰度,通过引力、物质辐射等同性和中微子质量标度$(m_\text{Pl} / T^\text{MRE})^{1/4} \, m_ν\sim \text{MeV}$的重合,独立地激发了这些模型中的MeV标度。这类设想将通过未来对宇宙微波背景和宇宙物质结构的测量进行决定性的检验。虽然暗区主要与标准模型中微子相互作用,但原则上与核子的大耦合是可能的,从而导致在拟议的低阈值直接检测实验中可观察到的信号。
2018-07-11 astro-ph.CO hep-ph
Probing the Sterile Neutrino Dipole Portal with SN1987A and Low-Energy Supernovae
本研究通过SN1987A和低光度IIP型超新星观测,利用积分光度法改进冷却界限,并约束惰性中微子偶极子耦合强度至$10^{-11}$ GeV$^{-1}$,发现质子Primakoff上散射主导低质量惰性中微子产生。
2024-02-02 hep-ph
Gravity-Higgs portal for dark matter decay
Faculty of Science, Kunming University of Science and Technology(昆明理工大学理学院);Yunnan University(云南大学)
本文研究了重力-希格斯通道对暗物质衰变的影响,提出非最小耦合可增加衰变宽度,针对标量和费米子单态暗物质候选者,探讨了衰变分支比和参数空间特性。
2021-12-08 hep-ph
The Four Basic Ways of Creating Dark Matter Through a Portal
我们认为,在宇宙的热历史中,暗物质(DM)可能是由标准模型粒子产生的,要么通过一个动力学混合入口到一个额外的U(1)规范场,要么通过希格斯入口。仅依赖于DM粒子质量,门户网站和DM隐藏部门的相互作用,我们展示了如何观察到的DM遗迹密度可以得到。有四种可能的冻结/再湮灭/冻结制度,它们共同导致一个简单的特征遗迹密度相图,与“台面”的形状。在动力学混合门户网站的情况下,我们表明,与其他冻结的情况下,在文献中讨论的,冻结制度可以探测即将DM直接检测实验。这些结果很好地代表了从标准模型{sector}中创建DM隐藏扇区的任何场景。
2012-05-24 astro-ph.CO hep-ph
Warm Dark Matter via Ultra-Violet Freeze-In: Reheating Temperature and Non-Thermal Distribution for Fermionic Higgs Portal Dark Matter
千电子伏量级的暖暗物质(WDM)可能能够解决冷暗物质模拟和观测中结构形成之间的不一致。WDM的详细特性将取决于其能量分布,特别是它如何偏离WDM模拟中通常假设的热分布。在这里,我们专注于WDM生产通过紫外线(UV)冻结的机制,费米子希格斯门暗物质$ψ$通过门户互动$\barψψH^{\dagger}H/Λ$产生的情况下。介绍了一种新的方法来简化暗物质冻结非热能分布的计算。我们发现,从紫外冻结的非热能分布是热比相应的热分布,并具有非热归一化的玻色-爱因斯坦分布的形式。由此得到的暗物质费米子质量范围与观测结果一致,为5-7千电子伏。再加热温度必须满足$T_{R} \gtrsim 120 $ GeV,以考虑到观测到的暗物质密度时,$m_ψ \approx 5 $千电子伏,其中的下限对$T_{R}$对应的限制,费米子质量完全是由于通过门户相互作用的电弱对称性破缺。相互作用标度上的相应界限是$Λ\gtrsim 6.0 \times 10^{9}$ GeV。
2016-08-16 astro-ph.CO hep-ph
Higgs portal dark matter and neutrino mass and mixing with a doubly charged scalar
我们考虑标准模型的一个扩展,其中包含两个TeV尺度的新标量粒子:一个是中性单重标量$ϕ$,最终被确定为暗物质的候选者,另一个是带双电荷的$SU(2)_L$单重标量$S^{++}$,它可能是非零中微子质量和混合的来源。假设标量扇区中存在未破缺的$Z_2$对称性,在这种对称性下,只有附加的中性标量$ϕ$是奇数,我们写出最一般的(可重正化的)标量势。该模型可以被看作是传统的希格斯门暗物质的情况下,也占中微子质量和混合的一个可能的扩展。这个框架不能完全解释观测到的正电子过剩。然而,软化的差异观察到在传统的希格斯门户框架可以得到,特别是当规模的新物理负责产生中微子质量和轻子数违反过程是大约2 TeV。
2016-09-09 hep-ph
Neutrino-Dark Matter Portals
暗物质的性质是粒子物理学标准模型的一个未解决的问题。尽管进行了巨大的实验努力,但我们尚未发现它与普通物质相互作用的积极信号。一种可能的解释是,暗物质粒子主要与另一种难以捉摸的粒子中微子耦合。在这项工作中,我们研究这种可能性与几个实现。
2019-04-08 hep-ph
WIMP Dark Matter within the dark photon portal
ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics and CSSM, Department of Physics, University of Adelaide(阿德莱德大学物理系暗物质粒子物理卓越研究中心和CSSM)
研究通过暗光子连接暗物质领域,探讨Dirac费米子和复标量暗物质在1 TeV范围内的湮灭和散射过程,结合热 relic 密度确定参数下限,并与直接探测实验限制进行比较。
2026-04-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Lepton Portal Limit of Inert Higgs Doublet Dark Matter with Radiative Neutrino Mass
本文研究了惰性Higgs双重态模型(IHDM)的一个推广,即在模型的$Z_2$对称性下,惰性Higgs双重态和重费米子都是奇数的情况下,用三个右手中微子和重带电轻子的拷贝来推广IHDM。中微子质量是以暗生的方式在一个环中产生的。假设中性标量的惰性希格斯粒子是暗物质的候选者,我们特别期待到该区域的参数空间,暗物质遗迹丰度主要是由惰性希格斯粒子与轻子耦合。这对应于小希格斯门户耦合的暗物质,以及大质量分裂内不同组成部分的惰性希格斯双重抑制共湮灭。这样的轻子入口耦合仍然可以产生正确的遗迹丰度,即使希格斯入口耦合是任意小的。这种微小的希格斯门耦合可能是抑制暗物质核子截面以及标准模型希格斯粒子微小的不可见分支比的原因,这些都将在正在进行的和未来的实验中进行探索。我们也简要地讨论了对撞机的影响,这样一个方案。
2017-03-25 hep-ph