Accidentally Asymmetric Dark Matter
研究了重暗夸克约束$SU(N)$暗扇区中的一级相变效应。这个扇区的重子是暗物质的候选者。在禁闭相变期间，重夸克被困在孤立的、收缩的退禁闭相口袋中，引起第二阶段的湮灭，这极大地抑制了暗夸克的丰度。幸存的丰度由每个口袋中的局部偶然不对称性决定。正确的暗物质丰度得到的$\mathcal{O}(1-100)$ PeV暗夸克，高于通常的幺正界限。
2021-03-17 astro-ph.CO hep-ph
Accidentally Stable Dark Matter in a Parity Solution to the Strong CP Problem
University of Chicago（芝加哥大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Rutgers University（罗格斯大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
研究在宇称对称性解决强CP问题的框架下意外稳定暗物质的可能性，利用$SU(2)_L \times SU(2)_R$双三重态费米子计算遗迹丰度并推导参数空间限制，指出对称破缺尺度要求及可探测情况。
2026-07-24 hep-ph
Accidental Supersymmetric Dark Matter and Baryogenesis
我们表明，“偶然”超对称性是一个超越标准模型的框架，自然容纳热遗迹暗物质候选人和成功的电弱重子生成，包括所需的强烈的电弱相变的一阶字符。我们从暗物质和重子生成的观点来研究这种现象。对于电弱相变温度附近的能量，低能有效理论类似于MSSM，其中包含第三代夸克、希格斯玻色子和规范玻色子的轻超伙伴。我们计算了暗物质残余丰度和重子不对称性在偶然超对称性参数空间中的分布，包括共振和非共振CP破坏源。我们发现，有参数空间的区域产生的重子不对称性的观测值和暗物质候选人与正确的遗迹密度和符合当今的限制从暗物质搜索。这一方案对粒子谱做出了精确的预测，预测最轻的中性伴子质量在200到500 GeV之间，所有电荷伴子和中性伴子的质量都在最轻的中性伴子质量的2倍以内，而重的希格斯部分在质量的20-25%以内，使其成为对撞机搜索的有趣目标。此外，我们证明，成功的意外超对称暗物质和重子生成将最终测试改进小于一个数量级的电子电偶极矩搜索和直接暗物质搜索，以及与冰立方加深核中微子望远镜数据的当前性能。
2012-08-25 astro-ph.CO hep-ph
Classifying Accidental Symmetries in Multi-Higgs Doublet Models
$n$ -Higgs双重模型（$n$ HDM）的势包含大量SU（2）$_L$ -保持偶然对称性作为辛群Sp（2 $n)$）的子群.为了对这些进行分类，我们在双线性场空间中引入了素不变量和不可约表示，使我们能够明确地构建偶然对称的$n$ HDM势。我们展示了对称性的分类，并提出了标量势的理论参数之间的关系;（i）两个希格斯双重模型（2 HDM）和（ii）三个希格斯双重模型（3 HDM）。我们恢复的最大数量的$13$偶然对称的2 HDM潜力和第一次，我们提出了完整的列表$40$偶然对称的3 HDM潜力。
2020-05-10 hep-ph
Asymmetric accidental composite dark matter
这项工作的目标是找到最简单的UV完成的偶然复合暗物质模型（ACDM），可以动态地产生一个不对称的DM候选人，最轻的\textit{dark baryon}（DCb），并同时湮灭对称组件。在这个框架中的DCb是一个约束的$\text{SU}(N)_{\text{DC}}$规范群的束缚态，可以与可见扇区弱相互作用。在标准模型规范群下，DCb的组分可以具有非平凡的电荷。这种候选的不对称性的产生是重标量的\emph{out-of-equilibrium}衰变的两种味道的变化，质量为$M_ϕ\gtrsim 10^{10}$ GeV。低于标量的尺度，模型恢复了DM候选者的意外稳定性或长寿性。如果DCb的质量为$m_{\text{DCb}} \lesssim 75$ TeV，则对称分量会被剩余的受限相互作用湮没.我们在所有原始ACDM模型中实现了不对称生成的机制或其变体，设法为在此范围内的质量的DCb生成正确的不对称。对于一些模型发现，DM候选人的稳定性并没有被破坏，即使考虑通用的大统一体完成或不对称生成机制，在可见的部门。
2021-11-01 astro-ph.CO hep-ph
Accidental Composite Dark Matter
我们建立的模型中，暗物质候选人出现的复合状态的一个新的限制规范力，稳定由于偶然的对称性。限制到与SU（5）统一相容的可重整化理论，我们发现13个基于SU（N）规范理论的模型和9个基于SO（N）的模型。我们还描述了其他模型，需要nonrenormalizable相互作用。这两个规范群导致了独特的现象：SU（N）理论给出了复杂的DM，具有潜在的可观察的电和磁偶极矩，导致特殊的自旋无关截面; SO（N）理论给出了真正的DM，具有挑战性的自旋相关截面或非弹性散射。具有汤川耦合的模型也产生了由希格斯玻色子介导的与自旋无关的直接探测和电子的电偶极矩。每个模型都预测了一组特定的更轻的复合标量，可能在对撞机上观察到。
2015-06-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Scalar and Fermion Two-component SIMP Dark Matter with an Accidental $\mathbb{Z}^{}_4$ Symmetry
在本文中，我们首次构建了一个两分量强相互作用大质量粒子（SIMP）暗物质（DM）模型，其中一个复标量和一个矢量类费米子扮演SIMP DM候选者的角色。这两个粒子是稳定的，因为在$\text{U}(1)^{}_\textsf{D}$规范对称性破缺后，偶然出现了$\mathbb{Z}^{}_4$对称性。通过引入一个额外的复杂标量作为SIMP粒子之间的介体，该模型可以有$3 \to 2$过程，决定DM残留物的密度。另一方面，SIMP DM颗粒可以通过$\text{U}(1)^{}_\textsf{D}$计量器耦合与热浴保持动力学平衡，直到DM冻结温度。最重要的是，我们发现了一个不可避免的双环诱导$2 \to 2$过程紧密连接到$3 \to 2$过程，将重新分配的SIMP DM数密度后，DM的化学冻结。此外，这种重新分配将显着修改DM的自相互作用截面的预测相比，其他SIMP模型。为了得到正确的DM现象，包括双环诱导的$2 \to 2$湮灭是至关重要的。
2022-03-03 astro-ph.CO hep-ph
Accidental symmetries in the scalar potential of the Standard Model extended with two Higgs triplets
标准模型的扩展与两个希格斯三重态提供了一个有吸引力的方式来解释两个微小的马约拉纳中微子质量通过II型跷跷板机制和宇宙学物质-反物质不对称通过三重态leptogenesis。在本文中，我们分类所有可能的偶然对称性的标量势的两希格斯三重态模型（2 HTM）。基于双线性场理论，我们证明了2 HTM势的最大对称群是${\rm SO(4)}$，并可以识别出8种偶然对称。此外，我们还研究了SM希格斯双态和希格斯三态之间的耦合对偶然对称性的影响。导出了具有特定偶然对称性的标量势的下有界条件。以${\rm SO(4)}$不变标量势为例，研究了2 HTM的真空结构和标量质谱。
2022-01-25 hep-ph
A Heavy "Neutralino" in Warped Extra dimensions
标准模型在考虑重子和轻子数时的一般扩展偶然地具有稳定粒子。典型的例子是最轻的奇异中性费米子，或“中性伴子”，以及带有非平凡轻子和重子荷的场。在本文中，我们表明，一个偶然稳定的中性伴子是一个自然的暗物质的候选人在模型与扭曲的额外维度。我们发现，湮灭到其他卡鲁扎-克莱因共振往往是允许的，而且非常有效。观察到的暗物质丰度，然后可以获得与耦合的顺序统一和致密化规模以上的TeV。光暗物质也可能存在于与希格斯玻色子的非抑制耦合中。在后一种情况下，直接检测实验将很快能够探测参数空间的重要部分。
2014-01-10 hep-ph
Accidental Peccei-Quinn Symmetry from Chiral Gauge Symmetry and Mirror QCD
The University of Tokyo（东京大学）；Enrico Fermi Institute, Kavli Institute for Cosmological Physics, Leinweber Institute for Theoretical Physics, Department of Physics, The University of Chicago（芝加哥大学费米研究所、卡弗里宇宙物理学研究所、莱因韦伯理论物理研究所、物理系）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo（东京大学先进研究院、汤川秀树数理宇宙物理研究所（WPI））
本文提出一个解决强CP问题的框架，通过手征U(1)规范对称性意外产生自发和显式破缺的Peccei-Quinn对称性，无需轻QCD轴子，同时解释宇宙反物质 asymmetry 和引力波背景。
2026-10-27 hep-ex hep-ph
Di-photon resonance and Dark Matter as heavy pions
我们分析限制规范理论的750 GeV的双光子共振是一个复合techni-pion，经历异常衰变到SM矢量。这些场景自然包含偶然稳定的技术介子暗物质候选者。通过新规范理论的CP-破坏$θ$ -项，双光子共振可以获得更大的宽度，通过衰变为暗物质，再现宇宙学暗物质密度作为热遗迹。
2016-05-03 hep-ph
The Unification and Cogeneration of Dark Matter and Baryonic Matter
在规范群大于SU（5）的大统一理论中，包含已知夸克和轻子的多重态也包含在标准模型规范群下为单线态的费米子。其中一些可能是宇宙中的暗物质。大统一理论也可以有偶然的U（1）全局对称性（类似于最小SU（5）中的B-L），可以稳定暗物质。这些想法在SU（6）模型中得到了说明。
2011-09-18 hep-ph
Higgs Naturalness and Dark Matter Stability by Scale Invariance
利用尺度不变性（SI）扩展标准模型（SM）的时空对称性可以解决希格斯粒子的自然性问题。在这篇文章中，我们试图将偶然的暗物质（DM）嵌入到SISM中，要求保护DM稳定性的对称性是偶然的，而不是人为的。在这个框架下，如果轻的类SM希格斯玻色子玻色子是SI自发破缺的假Goldstone玻色子，我们甚至可以把模型简化为两个希格斯二重态加一个实的单重态：单重态是DM候选，额外的希格斯二重态通过Coleman-Weinberg机制触发电弱对称性破缺;而且，它主导DM动力学。我们用Gillard-Weinberg方法研究了SI的自发破缺，发现在弱标度附近，第二对二重态应该获得真空期望值。此外，除了一个轻CP奇希格斯玻色子玻色子外，它的组成部分应该获得380 GeV左右的质量。基于这些特点，我们探索可行的方法来实现正确的遗迹密度DM，面临着严格的限制，从直接检测DM。例如，DM在类SM的希格斯玻色子玻色子极点附近湮灭为$b\bar b$，或者湮灭为一对CP奇的希格斯玻色子玻色子，其质量高于该极点。
2015-08-07 hep-ph
Scalar gauge dynamics and Dark Matter
我们考虑的理论与一个规范群（SU，SO或Sp）和一个标量在一个双指标表示。可重正化的作用量通常具有偶然的对称性（如全局U（1）或不寻常的群宇称），导致一个或多个稳定状态，提供暗物质候选者。我们讨论了每个理论的限制阶段（S）和计算两个希格斯阶段，发现它们之间没有通用的对偶。离散的规范对称性可以出现，偶然的对称性可以被打破，可能产生伪戈德斯通暗物质。暗物质候选者可能具有每组复杂的子结构特征，并可能伴随着额外的暗辐射。
2021-09-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Vector SIMP dark matter
强相互作用大质量粒子（SIMPs）最近被认为是光热暗物质遗迹。在这里，我们认为一个明确的实现的SIMP机制的形式产生的$SU(2)_X$隐藏规范理论，意外保管对称性保护的稳定性的暗物质的矢量SIMP。我们提出了几种方法来平衡黑暗和可见部门在这个设置。特别是，我们表明，光暗希格斯门可以保持两个部门之间的热平衡，可以作为一个大规模的黑暗矢量门户与其广义陈-西蒙斯耦合的矢量SIMPs，同时保持一致的实验约束。
2017-10-26 hep-ph
The role of residual symmetries in dark matter stability and the neutrino nature
我们考虑一类模型，其中狄拉克中微子质量在一个循环和暗物质的稳定性，可以得到只使用全球$U(1)_{B-L}$对称性已经存在于标准模型。我们讨论了如何剩余的$\mathcal{Z}_n$子群，左不间断的$U(1)_{B-L}$打破后，支配中微子的性质，即如果他们是狄拉克或马约拉纳粒子，以及确定在这样的模型中的暗物质候选人的稳定性。特别是，我们表明，没有正确的$U(1)_{B-L}$打破一个适当的剩余$\mathcal{Z}_n$对称性，狄拉克性质的中微子和/或暗物质稳定性可能会丢失。为了完整起见，我们还提供了一些暗物质稳定性是偶然的或完全丧失的例子。最后，我们讨论了一个例子模型中的狄拉克中微子与自然小的一圈质量以及暗物质的稳定性，都是由相同的剩余$\mathcal{Z}_6$子群，而不需要添加任何新的明确的或意外的对称性以外的标准模型对称性的保护。
2019-03-04 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter in scalar Sp(N) gauge dynamics
我们考虑了一个在基本表象中具有Sp暗规范群和一个标量场的模型，由于整体U（1）偶然对称性，在微扰水平上得到了两个共稳的DM候选者.在低能标度下，经过规范约束后，两个候选者中只有一个是稳定的。我们通过数值求解玻尔兹曼方程来计算DM遗迹丰度。光暗胶球的存在会产生额外的宇宙学效应，并可能影响希格斯物理学。我们研究DM现象，提供直接和间接检测（包括索末菲增强）的预测。我们表明，该模型预测一个轻微的抑制间接检测截面相比，通常的WIMPs范例。
2021-02-19 hep-ph
Gluequark Dark Matter
我们介绍了胶夸克暗物质候选者，一个偶然稳定的束缚态的伴随费米子和胶子从一个新的限制规范力。这样的场景显示了一个不寻常的宇宙学历史，微扰冻结之后是一个非微扰的再湮灭期间，可能的熵注入。当胶夸克具有电弱量子数时，临界密度可由PeV的质量得到。不依赖于它的质量，胶夸克的大小是由理论的限制尺度决定的，导致在低能量下的湮灭率和弹性截面对于粒子物理标准来说是大的，并且在间接检测实验中可能是可观察的。
2019-02-21 hep-ph
Twin stau as a self-interacting dark matter
超对称双希格斯模型允许通过额外的、偶然的全局对称性来保护希格斯玻色子的质量，从而减少相对于最小超对称标准模型的微调。这类模型引入了许多新的状态，其中一些可能是暗物质的候选者。由于它们位于双扇区，因此不按标准模型仪表组收费。我们提出孪生斯陶作为暗物质的候选者。尽管孪生子在孪生子电磁作用下带电，但由于超对称伙伴从超对称破缺中获得了巨大的质量，它们可以很容易地逃脱自相互作用的暗物质的束缚。复制正确遗迹丰度的孪生星的质量通常在300和500 GeV之间。这种情况可以通过未来的直接探测实验来探索，例如Lux-Zepelin。
2022-10-24 hep-ph
Dark Matter as a weakly coupled Dark Baryon
暗物质可能是一种新的约束规范相互作用的偶然稳定重子。我们扩展了以前的研究探索的可能性，DM是由暗夸克比暗禁闭规模更重。由此产生的现象学包含了新的不寻常的元素：一个两阶段的DM宇宙学（冻结后的暗凝聚），一个大的DM湮灭截面通过重组的暗夸克（允许适合的正电子过剩）。亮暗胶球的寿命相对较长，并产生额外的宇宙学效应; DM本身可以保持放射性。
2017-10-26 astro-ph.CO hep-ph
Direct Detection of Electroweak-Interacting Dark Matter
假设SU（2）L规范多重态中最轻的中性成分是宇宙中暗物质的主要成分，计算了暗物质与核子的弹性散射截面，这是直接探测实验的重要量。当暗物质是实标量或只有电弱规范相互作用的Majorana费米子时，与夸克和胶子的散射分别通过单圈和双圈量子过程诱导，并且它们对弹性散射截面的贡献相当.我们评估了所有的贡献在领先的顺序，发现有一个偶然的取消。结果发现自旋无关的截面为O（10^-（46-48））cm ^2，远低于目前的实验界限。
2011-07-18 hep-ph
EW scale DM models with dark gauge symmetries
在这次演讲中，我描述了一类电弱（EW）规模的暗物质（DM）模型，其稳定性或寿命是潜在的暗规范对称性的结果：稳定由于连续的局部暗规范对称性或拓扑结构，或长寿由于偶然的全球对称性的暗规范理论。与通常的唯象暗物质模型（包括DM EFT或简化DM模型）相比，具有局域暗规范对称性的DM模型包括暗规范玻色子、暗希格斯玻色子玻色子和有时激发的暗物质。而这些场之间的动力学行为完全由定域规范原理所决定。包括希格斯门在内的单线态入口的想法可以非常有效地使这些隐藏的扇区暗物质热化，因此这些DM可以很容易地成为热DM。本文还讨论了通常的DM有效场论或简化的DM模型在没有完全SM规范对称性的情况下的局限性，并强调了完全SM规范对称性和可重整性的重要性，特别是对于DM的对撞机搜索。
2016-04-30 hep-ph
Dark QCD Matters
我们研究了由费米子的非阿贝尔规范理论组成的黑暗扇区的噩梦般的场景，引力耦合到标准模型（SM）。虽然测试这些场景是实验上的挑战，他们强烈的动机是暗重子和π介子的偶然稳定性，解释了宇宙学稳定性的暗物质（DM）。我们研究这些部门的生产，这是最低限度的人口通过重力冻结，导致暗部门的温度远低于SM，或通过暴胀衰变，或renormalizable相互作用产生温暖的DM。尽管只有引力耦合与SM这些方案原来是相当预测大致取决于三个参数：暗区温度，禁闭规模和暗π质量。特别是，当初始温度与SM相当时，这些情况非常受结构形成、$ΔN_{\rm eff}$和DM自相互作用的限制的约束。通常排除具有相同温度或比SM更热的暗扇区。
2021-10-15 hep-ph
Axion dark matter in the post-inflationary Peccei-Quinn symmetry breaking scenario
我们考虑标准模型的扩展，其中自发破缺的全球手征Peccei-Quinn（PQ）对称性作为精确$Z_N$对称性的偶然对称性而产生。对于$N = 9$或$10$来说，这种对称性可以保护accion --由偶然的PQ对称性自发破缺而产生的Nambu-Goldstone玻色子--免受半经典引力效应的影响，从而抑制了对有效势的引力修正，同时它可以提供小的显式对称破缺项，这是建立具有畴壁数$N_{\rm DW}>1$的模型所必需的，例如流行的Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitsky（DFSZ）模型（$N_{\rm DW}=6$），即使在膨胀后发生自发PQ对称性破缺的情况下也是宇宙学上可行的。我们发现，$N=10$ DFSZ事件与质量$m_A \approx 3.5$ - $4.2\,\mathrm{meV}$可以解释冷暗物质，同时解释白矮星的异常冷却的暗示。拟议中的日光镜国际轴子天文台-对质量超过几毫电子伏的太阳DFSZ事件敏感-将决定性地测试这种情况。
2016-04-26 astro-ph.CO hep-ph
VDM: A model for Vector Dark Matter
我们构造了一个新的$U(1)_X$规范对称性和离散的$Z_2$对称性的基础上的新规范玻色子是奇数的模型。该模型包含新的复杂标量携带$U(1)_X$电荷，但单的标准模型。$U(1)_X$对称性自发破缺，但$Z_2$对称性保持不变，使得新的规范玻色子成为暗物质的候选者。在最小的版本中，只有一个复杂的标量场，但通过扩展标量的数量到两个，该模型将享受丰富的现象，在不同的阶段。在一个阶段，CP自发地被破坏。在另一个阶段，一个偶然的$Z_2$对称性出现，使得其中一个标量稳定，因此与矢量玻色子一起成为暗物质的候选者。我们讨论了对撞机以及直接暗物质搜索模型的发现潜力。
2012-07-18 hep-ph
A Critical Analysis of One-Loop Neutrino Mass Models with Minimal Dark Matter
最近的一篇论文研究了具有T1-iii型和T3型单回路拓扑结构的最小R $ν$ MDM模型。然而，候选的最极小模型并不具有偶然的对称性-标量势包含一个明确的对称破缺项，使暗物质不稳定。我们提出了两个模型来解决这个问题。然而，我们进一步表明，所有的建议最小的一个循环R $ν$ MDM模型遭受第二个问题-一个额外的源明确$Z_2$对称性破缺的汤川部门。我们进行了更一般的分析表明，中微子质量模型使用T3型或T1-III型单圈拓扑结构不给可行的最小暗物质的候选人。因此，中微子质量的单圈模型与最小的暗物质似乎是不可能的。因此，目前仍然存在一个已知的中微子质量（三环）模型，它给出了稳定的暗物质，而没有引起任何新的对称性。
2016-05-31 hep-ph
Dark Matter and Gauged Flavor Symmetries
我们研究了味暗物质（DM）的现象学。DM的稳定性是由一个偶然的${\mathcal Z}_3$对称性保证的，这个对称性是标准模型（SM）味群的一个子群，它不会被SM汤川相互作用破坏。我们考虑一个明确的实现的夸克部分的SM味群是完全规范的。如果DM和可见扇区之间的主要相互作用是通过味规范玻色子，如我们所示的狄拉克费米子味DM，那么DM质量是有界的大约$0.5$ TeV和$5$ TeV之间，如果DM多重态质量只被辐射分裂。然而，一般来说，这种关系并不存在。我们证明了这一点，使用标量味DM的主要相互作用与SM是通过希格斯门。对于这两种情况下，我们从风味，宇宙学，直接和间接DM检测，碰撞搜索的约束。
2015-05-14 hep-ph
A complete calculation for direct detection of Wino dark matter
在反常介导的超对称性破缺中，SU（2）L多重态的中性Gaugino Wino可以成为最轻的超对称性粒子，成为暗物质的候选者.在超对称标准模型中，假设超对称粒子和较重的希格斯玻色子的质量为引力子质量的量级，计算了Wino暗物质与核子的散射截面，从而直接探测到暗物质.在这种情况下，维诺-核子耦合是由循环过程产生的。我们在计算中考虑了双圈对Wino-胶子相互作用的贡献，因为它是Wino-核子耦合的主要贡献之一。结果表明，质子与自旋无关的散射截面为10^-（46-48）cm ^2。虽然它几乎与威诺质量无关，但由于偶然的抵消，结果对希格斯玻色子质量非常敏感。
2010-04-23 hep-ph
Intense Gamma-Ray Lines from Hidden Vector Dark Matter Decay
具有隐藏的、自发破缺的、非阿贝尔规范群的场景包含一个自然的暗物质候选者，隐藏的矢量，其寿命是由于可重正化的拉格朗日量中偶然的保管对称性。然而，不可重正化的六维算符打破了保管对称性，并导致了暗物质粒子在宇宙学时间的衰变。我们讨论了在本文中的宇宙射线签名的情况下，我们表明，隐藏的矢量暗物质粒子的衰变一般产生强烈的伽马射线线，可以观察到的费米-LAT实验，如果保管对称性破缺的规模是接近大统一尺度。这条伽马线直接来自与希格斯玻色子相关的树级暗物质2体衰变。在这个模型中，我们还进行了文物密度的限制，考虑到暗物质湮灭过程与一个暗物质粒子在最终状态的决心。相应的直接检测率可以很容易地达到目前实验灵敏度的量级。
2010-03-16 hep-ph
Fine-Tuning Implications of Direct Dark Matter Searches in the MSSM
我们研究了在最小超对称标准模型中直接搜索暗物质的理论意义。我们假设在与自旋无关的中性子-夸克弹性散射截面中不存在偶然相消，但在弱尺度MSSM参数之间不存在任何关系。我们发现，在10^-44 cm ^2以下的直接探测截面要求最轻的超对称粒子（LSP）中性伴子要么接近纯的高吉诺极限，要么接近纯的希格斯诺极限，较小的截面与较小的次优势分量的混合有关。目前的氙100束缚基本上排除了所有最轻的中性伴子的希格斯诺分数在0.2和0.8之间的模型。此外，较小的直接检测截面与电弱对称性破缺扇区中的较强微调相关。在高吉诺LSP的情况下，目前的氙100约束已经意味着一些微调：例如，如果LSP质量超过70 GeV，至少需要10%的调谐。在高吉诺和希格斯诺LSP方案中，如果没有意外的取消或低于1%的微调，目前正在进行和设计的直接暗物质搜索应该会导致发现。
2012-08-02 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Gravitational Vector Dark Matter
一个由纯非阿贝尔规范理论组成的新的暗扇区与SM粒子没有可重整化的相互作用，因此可以实现引力暗物质（DM）。规范的相互作用限制在一个规模$Λ_{\rm DM}$给出的束缚态与典型的寿命$τ\sim M_{\rm Pl}^4/Λ^5_{\rm DM}$，可以DM候选人，如果$Λ_{\rm DM} $低于100 TeV。此外，群论性质的偶然对称性产生特殊的引力稳定束缚态。在普适普朗克抑制算符的存在下，这样的态变得长寿命：SU $(N)$规范理论包含具有$τ\sim M_{\rm Pl}^8/Λ^9_{\rm DM}$的束缚态;甚至更长寿命的$τ= (M_{\rm Pl}/Λ_{\rm DM})^{2N-4}/Λ_{\rm DM}$来自具有$N \ge 8$的SO $(N)$理论，也可能来自$F_4$或$E_8$。我们计算它们的遗迹丰度产生的引力冻结和暴胀波动，发现它们可以是可行的DM候选人$Λ_{\rm DM} \gtrsim 10^{10}$ GeV。
2021-03-19 hep-ph
Dark matter and dark radiation from the early universe with a modulus coupled to the PQMSSM
本研究探讨早期宇宙中单个轻模ϕ与PQMSSM耦合的情况，通过九个耦合Boltzmann方程评估暗物质和暗辐射的产生及宇宙学模问题，发现轻模质量需大于约10^4 TeV或调节模场振幅ϕ_0小于约10^-7 m_P以避免暗物质过度产生并解决CMP。
2023-01-29 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter, dark radiation and Higgs phenomenology in the hidden sector DM models
本文提出了一类具有局域暗规范对称性的隐扇区暗物质模型，其中暗物质是稳定的，这是由于不破缺的局域暗规范对称性，或者由于拓扑结构，或者由于某些偶然的对称性而长期存在，粒子的含量和动力学完全由局域规范对称性决定.在这些模型中，有两种类型的自然力介质，暗规范玻色子和暗希格斯玻色子玻色子，这将影响DM和希格斯现象学的重要方式。我讨论了各种现象学问题，包括GeV规模的伽玛射线过剩从银河系中心（GC），（在）直接检测签名，暗辐射，希格斯现象和希格斯膨胀辅助暗希格斯。
2015-03-18 astro-ph.HE hep-ph
Gauge-Higgs Dark Matter
当在额外维度理论中对体场施加反周期边界条件时，与背景度规无关，反周期场中最轻的分量变得稳定，因此由于剩余的偶然离散对称性，在有效4D理论中是暗物质的良好候选者。注意到在规范-希格斯统一的情况下，反周期费米子的引入是由现象学的原因，我们调查的暗物质物理的情况下。作为一个例子，我们考虑了一个五维SO（5）$\timesU(1)_X$规范-Higgs统一模型在具有翘曲度规的$S^1/Z_2$上的紧化.由于规范-希格斯统一体的结构，暗物质粒子和标准模型粒子之间的相互作用在很大程度上受到规范对称性的控制，因此该模型对暗物质物理具有很强的预测能力。评估的暗物质遗迹丰度，我们确定了一个参数区域与目前的观测结果一致。此外，我们还计算了暗物质粒子与核子的弹性散射截面，发现其中一部分参数区域已经被目前的实验结果排除，无法直接进行暗物质搜索，大部分区域将在未来的实验中探索。
2009-10-20 hep-ph
Dark Matter From Weak Polyplets
研究了在标准模型规范群下增加新的费米子多重态，目的是确定一种可能的暗物质候选者。这些费米子在$SU(2)\times U(1)$下带电，它们的量子数是通过要求所有新粒子通过汤川耦合获得质量，并要求所有三角形反常像标准模型中那样被抵消来确定的;需要一个以上的多重态，我们把这样一组多重态称为多重态。对于足够大的多重态，暗物质候选者的稳定性是由偶然的对称性保证的;然而，为了清楚起见，我们引入了一个具有特别简单的多重态结构的模型，并通过施加新的离散对称性来稳定暗物质。然后，我们探讨了这个模型的特点，对撞机，电弱精密测量，暗物质遗迹密度，并考虑直接检测实验的约束。我们发现，该模型可以容纳一个可行的大希格斯玻色子质量的暗物质候选人，$m_H\sim 125$ GeV，可以实现一个次显性贡献的暗物质遗迹密度。
2012-10-22 hep-ph
On the stability of particle dark matter
从粒子物理学的观点来看，暗物质粒子最奇特的性质是它在宇宙学时间尺度上的稳定性。我们简要地回顾了可能的起源，这一特点的候选人的遗迹密度的结果，从他们的湮灭热冻结。我们强调，每一个稳定化机制意味着所有特定的现象。审查的模型包括超对称和非超对称模型的稳定性是一个后果的大统一，模型的稳定性是由于一个完整的规范组和DM的稳定性是偶然的模型。后一种可能性包括最小暗物质、隐藏矢量暗物质和复合DM模型。
2010-12-21 astro-ph.CO hep-ph
Wino-like Minimal Dark Matter and future colliders
我们扩展了标准模型与EW费米子三重态，稳定的理论中已经存在的偶然对称之一。除了作为潜在的暗物质候选者之外，这种新状态的其他动机是真空的稳定性，它不会在希格斯质量中引入大的微调，并且它有助于规范耦合统一。我们进行了分析，达到这样的粒子在高光度LHC，并在未来的100 TeV pp对撞机。我们这样做的单喷流，光子，矢量玻色子融合和消失的轨道通道。在100 TeV，消失的轨道可能会探测3 TeV的质量区域，与热产生的暗物质有关。在系统性得到很好控制的情况下，其他通道的能量范围可达~ 1.3（1.7）TeV，积分亮度为3（30）ab^-1。这个模型也构成了一个典型的WIMP暗物质候选者的基准，它的现象学再现了各种超对称模型，其中最轻的超粒子是纯Wino。
2014-10-07 hep-ph
A scenario of heavy but visible baryonic dark matter
我们考虑一个模型，其中暗物质是由$SU(3)$规范理论支配的暗扇区的复合重子，矢量类夸克也在$U(1)_Y$下带电。该模型为暗物质稳定性问题提供了简单的答案：它是偶然的暗重子数守恒的结果。与量子色动力学类似，暗物质的所有物理量都可以通过重新标度量子色动力学实验结果来计算。根据热冻结机制，预测暗物质的质量为$\mathcal{O}(100)$ ~TeV，以获得正确的遗迹丰度。由于宇宙中暗物质的数量密度很小，这种重的暗物质通常很难被探测到。然而，在我们的模型中，暗重子数不一定严格保存由于普朗克尺度抑制的运营商，这样的衰变运营商的结果在当前的检测边界边缘的衰变寿命。我们表明，我们的模型与$\mathcal{O}(10^{27})~s$暗物质衰变寿命可以解释AMS-02反质子数据，如果它被实验解释为一个访问，虽然一些理论上的不确定性可能会削弱其意义。我们还研究了这个模型的其他现象，如河外伽马射线和中微子的签名。
2016-10-20 hep-ph
A Model of Radiative Neutrino Mass: with or without Dark Matter
我们提出了一个中微子质量的三圈模型，其最一般的拉格朗日量具有软破缺的偶然$Z_2$对称性。在一个单一的参数消失的极限，$λ\rightarrow0$，$Z_2$对称性变得准确和模型包含一个稳定的暗物质候选者。然而，即使对于有限的$λ\ll1$，长寿命的暗物质也是可能的，从而给出了中微子质量和暗物质问题的统一解决方案，而不会引起新的对称性。纯粹作为中微子质量模型，新物理学可以在TeV尺度上。然而，当加入暗物质时，只有单重标量能保持这种光，尽管暗物质可以在直接探测实验中进行测试。
2014-11-01 astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Stability without New Symmetries
暗物质的稳定性通常是通过在粒子物理学的标准模型之外施加额外的对称性来实现的。在本文中，我们提出了一个框架，暗物质的稳定性出现的结果，标准模型对称性。暗物质粒子是一个反对称张量场（类似于量子色动力学中自旋为1的介子），在标准模型规范群下是单线态。拉格朗日量具有偶然的$Z_2$对称性，这使得暗物质在宇宙学时间尺度上是稳定的。与标准模型场的相互作用通过希格斯门进行，这使得观测到的暗物质丰度通过热冻结产生。我们还讨论了在直接探测实验中观测这种暗物质粒子的前景。
2014-08-28 astro-ph.CO hep-ph
Axion and FIMP Dark Matter in a $U(1)$ extension of the Standard Model
在标准模型中，缺少一个暗物质候选者，但将模型扩大到包括一个或多个合适的粒子是相对简单的。在本文中，我们考虑了这样一个扩展，灵感来自简单和解决不仅仅是暗物质问题的目标。事实上，我们认为本地$U(1) $扩展的SM提供了一个轴子粒子来解决强CP问题，并包括RH中微子与适当的质量条款。后者之一是从SM轻子解耦，可以构成稳定的不育中微子DM。在这种情况下，PQ对称性只是作为一个偶然的对称性出现，但它的破坏高阶运营商被充分抑制，以避免引入一个大的$ θ$的贡献。轴子衰变常数和RH中微子质量与相同的v.e.v.s和PQ标度有关，两个DM密度由轴子和标量扇区的参数决定。该模型预测在一般的混合暗物质方案与轴子和不育中微子DM，其特点是减少密度和观测信号从每个单一的组件。
2022-05-20 hep-ph
A Sub-GeV Low Mass Hidden Dark Sector of $SU(2)_H \times U(1)_X$
我们提出了一个详细的研究的非阿贝尔矢量暗物质候选人$W^\prime$与MeV-GeV的低质量范围内，伴随着暗光子$A^\prime$和暗$Z^\prime$相似的质量，在规范的背景下，与隐藏的规范组，具有相同的结构作为标准模型电弱规范组的两个希格斯偶极子模型。暗物质的稳定性受到一种偶然的离散$Z_2$对称性（$h$ -宇称）的保护，这种对称性通常是人为强加的。我们检查模型，考虑到各种实验的限制，包括暗光子搜索在NA 48，NA 64，E141，$ν$ -CAL，BaBar和LHCb实验，电弱精密数据从LEP，遗迹密度从普朗克卫星，直接（间接）检测暗物质从CRESST-III，DarkSide-50，XENON 1 T（费米-LAT），和对撞机物理从LHC。另外，还提出了标量势下有界和标量扇区树级微扰么正性的理论要求。展示了与所有约束一致的模型可行参数空间。虽然由于暗物质的共振湮灭，暗$Z^\prime$可能是遗迹密度的主要贡献，但暗光子对暗物质的直接探测至关重要。我们还表明，参数空间可以进一步探讨各种亚GeV直接暗物质实验搜索在CDEX，NEWS-G和SuperCDMS在不久的将来。
2021-09-07 hep-ph
Revisiting the R$ν$MDM Models
在统一模型中结合中微子质量生成和暗物质候选者一直很有趣。我们重温类R $ν$ MDM模型，其中包括最小的暗物质的辐射中微子质量模型的基础上的一个循环紫外线完成的温伯格运营商。在这种情况下，完全排除了确切的意外$Z_2$的可能性。我们研究了其中一个具有近似$Z_2$对称性的模型的唯象。除了标准模型粒子外，它还包含两个实标量五重态，一个矢量类四重态费米子和一个费米子五重态。费米子五重态中的中性成分是一个很好的暗物质候选者，可以通过未来的直接和间接探测实验进行验证。此外，还讨论了来自风味物理和电弱尺度自然性的约束。
2016-05-09 hep-ph
Minimal Left-Right Symmetric Dark Matter
我们发现，左右对称模型可以很容易地容纳稳定的TeV尺度的暗物质粒子，而不需要一个特设的稳定对称性。一个新引入的多重态的稳定性要么是偶然出现的，就像在最小暗物质框架中一样，要么是由于$B-L$中剩下的未被破坏的$\mathbb{Z}_2$子组。只有一个新的参数被引入：新多重态的质量。作为最小的例子，我们研究左右费米子三重态和五重态，并表明它们可以形成可行的双组分暗物质。这种方法是特别有效的$SU(2)\times SU(2)\times U(1)$模型，解释最近diboson过剩在ATLAS方面的一个新的收费规范玻色子的质量2 TeV。
2015-09-03 hep-ex hep-ph
Scale-Invariant Two Component Dark Matter
我们研究了标准模型的一个尺度不变的扩展，它可以同时解释暗物质和层次问题。在我们的方案中，我们引入标量场和旋量场作为双组分暗物质，并引入标量场作为介质。有趣的是，由于尺度不变的条件下，我们的模型相比其他两个组件的暗物质模型，它具有较低的独立参数。探讨了双组分暗物质候选者可能的天体物理和实验室特征，并表明旋量暗物质对观测到的暗物质残余密度的贡献最大。研究了这些暗物质粒子的可探测性，并利用直接不可见的Higgs衰变实验排除了模型的部分参数空间。此外，考虑了暗物质的自相互作用，并表明它们的贡献在共振区域中饱和了这种约束。
2018-08-27 hep-ph
New Chiral Fermions, a New Gauge Interaction, Dirac Neutrinos, and Dark Matter
我们提出，所有的光费米子自由度，包括标准模型（SM）费米子和所有可能的光超出标准模型领域，是手征的一些自发破缺阿贝尔规范对称性。例如，超荷在SM费米子中扮演着这个角色。我们引入一个新的对称性，$U(1)_ν$，所有新的轻费米子态。反常抵消要求存在几个新的费米子场与非平凡的$U(1)_ν$费用。我们开发了一个这种类型的具体模型，我们表明，（i）一些费米子保持无质量后，$U(1)_ν$打破-类似于SM中微子-和（ii）意外的全球对称性转化为稳定的大质量粒子-类似于SM质子。这些成分提供了一个解决暗物质和中微子质量难题的方案，假设人们还假设存在着作为两个部门之间“调解人”的重自由度。这里描述的中微子质量机制导致参数小的狄拉克中微子质量，并且该模型还需要至少四个狄拉克无菌中微子的存在。最后，我们描述了一种通用的技术，写下来的手征费米子只有模型，至少是反常自由下的$U(1)$规范对称性。
2015-07-03 hep-ph
Effectively Stable Dark Matter
我们研究了暗物质，它是宇宙学上长寿命的，因为标准模型（SM）的对称性。在这些模型中，一个近似的稳定对称性偶然出现，类似于可重整化SM中的重子和轻子数。采用有效的理论方法，我们分类DM模型根据$SU(3)_C\times SU(2)_L\times U(1)_Y \times U(1)_B\times U(1)_L$的表示，允许所有的运营商的对称性，弱规模DM和截止或低于普朗克尺度。我们确定代表含有一个中性的长寿命的状态，从而排除第四和第五维度的运营商，介导危险的提示DM衰变到SM粒子。DM残余丰度是通过热冻结获得的，或者由于有效稳定的DM通常携带重子或轻子数，通过诱导最终DM衰变的算子共享不对称性。我们还将重子和轻子数违反spurion参数化硬打破任意单位。然而，由于质子的稳定性排除了某些spurions，剩余的对称性仍然存在，保持了某些DM表示的宇宙学稳定性。最后，我们调查的现象，有效地稳定DM表现在探针的直接检测，间接检测和质子衰变。
2015-07-03 hep-ph
Dynamical origin of neutrino masses and dark matter from a new confining sector
本文提出一种基于禁闭暗对称性的动力学机制，将其应用于逆跷跷板场景以解释中微子质量，并证明最轻暗重子可作为暗物质候选，可通过中微子线被下一代望远镜探测。
2024-08-07 hep-ph
Dirac Radiative Neutrino Mass with Modular Symmetry and Leptogenesis
提出了基于模对称性的最小Dirac辐射中微子质量模型。我们预测的最大数量的观测可能包括中微子质量分裂，中微子质量尺度，轻子混合角，和狄拉克相位在轻子部门与最小数量的输入参数可能的。由于$\emph{R}-$宇称和偶然的暗生$\mathbb{Z}_2$离散对称性，模型能够容纳多组分暗物质。此外，即使中微子是狄拉克粒子，宇宙的物质-反物质不对称性也是通过中微子生成机制实现的。现象学的黑暗部门，包括各种暗物质候选人进行了简要的讨论。
2021-11-12 hep-ph hep-th
Phenomenology of dark matter in chiral U(1)$_X$ dark sector
我们考虑暗物质物理在一个模型的暗部门与额外的暗U（1）$_X$规范对称性。暗扇区由在暗U（1）$_X$和标准模型SU（3）$_C \times$ U（1）$_Y$规范群以及具有非零U（1）$_X$电荷的标准模型单重复标量$Φ$和$X$下带电的奇异费米子组成。在这个模型中，有两个暗物质候选者$-$标量和费米子$-$，这两个都是由偶然的$Z_2$对称性稳定的。它们的热遗迹密度，直接和间接的检测约束进行了详细讨论，我们寻找的参数空间的模型容纳暗物质的意见。我们还讨论了双光子共振搜索与标量场，打破了黑暗的U（1）$_X$，在某种程度上符合暗物质物理学的约束。此外，对撞机物理的影响进行了讨论，侧重于生产截面的标量玻色子。
2016-12-08 hep-ex hep-ph
Scalar Dark Matter in Scale Invariant Standard Model
我们在经典标度不变的标准模型中研究了单分量和双分量标量暗物质的情形。我们发现，尽管标度不变性对称性所施加的参数空间非常有限，单组分和双组分标量暗物质模型克服了普朗克/WMAP观测数据和LUX/氙100实验所提供的直接和间接的约束。我们还评论了在我们的研究中起着至关重要的作用的经典无质量标度子的辐射质量修正。
2016-03-16 hep-ph
A 125 GeV Higgs Boson Mass and Gravitino Dark Matter in R-invariant Direct Gauge Mediation
在引力子质量为O（1）keV的R不变直接规范中介模型中，讨论了MSSM中类SM希格斯玻色子玻色子的质量.在这个质量范围内的引力子暗物质是一个很好的候选者，稍微温暖的暗物质。我们表明，希格斯玻色子玻色子的质量约125 GeV的ATLAS和CMS实验建议，可以很容易地实现在直接规范中介模型与此引力子质量范围。
2012-09-20 hep-ph
Gravitino Dark Matter and Light Gluino in an R-invariant Low Scale Gauge Mediation
我们考虑最简单的类的R-不变规范调解模型的引力子质量在1至10千电子伏的范围。我们表明，超对称破缺扇区的熵产生使引力子成为一个温暖的暗物质候选者。我们还讨论了在大统一理论尺度下，即使信使扇区满足大统一理论关系，胶子质量也可以轻于维诺质量。
2011-04-15 hep-ph
Dark matter and neutrino masses from a scale-invariant multi-Higgs portal
我们考虑一个经典的标度不变版本的标准模型，扩展了额外的黑暗$SU(2)_X$规范群。除了暗规范玻色子和一个通过门耦合与标准模型Higgs耦合的暗标量二重态外，我们还引入了右手中微子和一个额外的实单重标量场.在对称性破缺后，我们研究了多希格斯扇区，并施加了理论和实验限制。此外，通过计算暗物质残余丰度和核子自旋无关散射截面，我们确定了符合现有限制的可行暗物质质量范围。该模型可以在不久的将来通过对撞机实验和直接探测搜索（如XENON 1T）进行测试。
2016-02-02 hep-ph
