Analyzing of singlet fermionic dark matter via the updated direct detection data
我们重新考察了单重态费米冷暗物质模型的参数空间，以确定混合角在标准模型Higgs和新单重态Higgs模型中的作用。此外，我们重新研究的直接检测的限制与更新和新的实验数据。作为一个重要的结论，该模型被最近的XENON100，PandaX II和LUX数据完全排除。
2017-05-22 hep-ph
Singlet fermionic dark matter as a natural higgs portal model
通过引入规范单重狄拉克费米子和实单重标量，提出了一个费米子暗物质的可重整化模型。单重态扇区和标准模型扇区之间的桥梁仅仅是单重态标量与标准模型Higgs场的相互作用项。单重态费米子通过标准模型希格斯粒子和单重态标量粒子的混合耦合到标准模型粒子上，自然成为弱相互作用质量粒子（WIMP）。在这个模型中，可以用作为WIMP的单重态费米暗物质来解释所测得的遗迹丰度。最后讨论了单重态费米子暗物质的对撞机意义。预测了单重态费米子在直接探测暗物质的目标核中的弹性散射截面。搜索的直接检测的暗物质提供了严格的限制，我们的模型的参数。
2008-09-17 hep-ph
Singlet Fermionic Dark Matter explains DAMA signal
有人建议，考虑到沟道效应，从探测器核弹性散射的几个GeV的暗物质的顺序可能是合理的候选人协调DAMA的年度调制信号与其他零实验的结果。我们表明，单重态费米暗物质可以这样的暗物质的候选人，同时提供正确的热遗迹密度是一致的WMAP数据。
2009-01-17 hep-ph
Conformal invariance and singlet fermionic dark matter
本文研究了一个经典标度不变模型，该模型包含一个电弱单重态复合标量介体和一个两个费米子暗物质的反常自由集。为了用新的规范玻色子来稳定标量单态的质量，我们在暗区引入了带有新电荷$X$的$U(1)_X$规范对称性。我们的共形不变标量势通过Coleman-Weinberg机制产生电弱对称破缺，新的标量单线态通过费米暗物质和新规范玻色子以及SM粒子的辐射修正获得质量。考虑到对撞机边界，我们提出了新的物理参数的允许范围，满足最新的测量遗迹丰度。利用得到的参数集，我们预测了新的单重态费米子到目标核的弹性散射截面，用于直接探测暗物质。我们还讨论了对撞机的签名和未来发现的新的标量和规范玻色子的潜力。
2019-11-07 hep-ph
Equivalence between massless neutrinos and lepton number conservation in fermionic singlet extensions of the Standard Model
我们讨论了最一般的必要和充分条件，三个无质量轻中微子的变种I型跷跷板机制，我们引入了任意数量的费米子规范单。我们发现，具有无质量轻中微子相当于加强轻子数守恒。因此，任何导致无质量轻中微子的对称性都将包含一个不破缺的轻子数。这对于寻找重的无菌中微子是很重要的，因为一般来说，轻中微子的质量将与小的轻子数违反参数成比例，这也将抑制轻子数违反签名。
2017-12-20 hep-ph
Lepto-philic 2-HDM + singlet scalar portal induced fermionic dark matter
我们探讨的可能性，观测到的异常磁矩的μ子$Δa _μ$和预测的遗迹丰富的暗物质普朗克数据的差异，可以解释在一个lepto-philic 2-HDM增加了一个真正的SM单重标量的质量$\sim$ 10-80 GeV。我们从观测到的Higgs衰变宽度约束模型在LHC，LEP搜索低质量的奇异标量和异常磁矩的电子$Δa_e$。这个受约束的光单态标量充当了费米子暗物质的入口，这有助于宇宙所需的遗迹密度。一个大的区域的模型参数空间被发现是一致的，从直接和间接DM检测实验与目前的观察。
2019-07-11 hep-ph
Solar Gamma Ray Constraints on Dark Matter Annihilation to Secluded Mediators
我们认为间接检测的暗物质是在太阳中捕获，随后湮灭的长寿暗介质。如果这些介质在衰变之前逃离太阳，它们可以通过介质直接衰变为光子或通过介质衰变产物的韧致辐射和强子化产生引人注目的伽马射线信号。使用最近的测量从HAWC天文台，我们确定模型独立的限制重暗物质的数量级更强大的比直接检测实验，自旋相关和自旋无关的散射。我们还考虑了一个很好的动机模型，其中费米暗物质湮灭暗光子。对于这样一个现实的情况下，太阳伽马射线约束的强度降低，相比理想的情况下，因为暗物质捕获截面和介质寿命相关。尽管如此，太阳伽马射线的约束使我们能够排除以前不受约束的暗光子参数空间的区域。
2021-09-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Non-Singlet Structure Functions at Three Loops: Fermionic Contributions
本文计算了三阶无质量微扰QCD中非极化电磁深度非弹性散射中费米子对味非单态结构函数的贡献。给出了结构函数F_2和F_L的三圈反常维数和三圈系数函数的相应nf部分的完整结果。我们的结果与文献中的部分和近似结果一致。本文的计算还有助于完全确定门限重算参数B_2和D_2 ^DIS，它们的和迄今只知道，从而完成了次首对数重算所需的信息。我们发现D_2^DIS在MSbar方案中消失。
2002-09-10 hep-ph
On the possibility of a 130 GeV gamma-ray line from annihilating singlet fermionic dark matter
有证据表明费米-LAT数据中在$E_γ\approx 130$ GeV处有一条谱线，可以解释为暗物质粒子湮灭成光子。我们回顾了一个著名的暗物质模型，该模型由一个单重态狄拉克费米子和一个单重态标量组成。标量在暗区实现自发对称性破缺，并通过与希格斯粒子的耦合，负责暗物质与标准模型粒子之间的通信。这些相互作用被标量和希格斯粒子之间的混合所抑制。因此，单重态费米子暗物质自然是一种弱相互作用大质量粒子（WIMP），可以解释观测到的遗迹密度。我们表明，该模型不能产生的信号中确定的费米-LAT数据。因此，我们提出了一个修改的模型，通过引入一个新的标量多重带电荷和耦合到单重标量。它增强了湮灭成两个光子，并成功地产生了观察到的信号。我们还讨论了由此产生的增加的分支比的$h\rightarrowγγ$过程中，这是一致的测量从CMS实验。
2014-04-01 hep-ph
Collider probes of singlet fermionic dark matter scenarios for the Fermi gamma-ray excess
我们研究了单重态费米子暗物质模型中三个基准点的对撞机签名。基准点，这是以前介绍的，以解释费米伽马射线过剩的暗物质（DM）对湮灭在银河系中心，有明确的预测未来的对撞机实验，如国际直线对撞机和高亮度大型强子对撞机。我们考虑了四个对撞机观测量：（1）希格斯信号强度（本质上是$hZZ$耦合），（2）三重希格斯耦合，（3）奇异希格斯衰变，（4）直接产生一个新的标量粒子。根据DM湮灭过程的最终状态对基准点进行分类：一对$b$夸克、类SM希格斯玻色子玻色子和新的标量粒子。每个基准场景都有可检测到的新物理信号，可以在未来的轻子和强子对撞机中进行很好的测试。
2018-09-04 hep-ph
Singlet Fermionic Dark Matter and the Electroweak Phase Transition
我们考虑一个模型与规范单重狄拉克费米子作为冷暗物质的候选人。暗物质粒子通过耦合到希格斯玻色子的规范单重标量介体与标准模型进行通信。标量介体还用于在标量势中产生树能级势垒，这导致电弱重子生成所需的强烈的一阶电弱相变。我们发现了大量的模型，可以解释所有的暗物质，并提供了一个强大的相变，同时避免了从暗物质直接检测，电弱精密数据，并从大型强子对撞机的最新希格斯数据的约束。下一代的直接探测实验可以排除参数空间的一个大区域，但在希格斯单重态混合非常小时，在某些区域可以避免。
2013-09-17 hep-ph
Annihilation of singlet fermionic dark matter into two photons via pseudo-scalar mediator
本文研究单态费米子冷暗物质通过赝标量媒介湮灭为双光子的间接探测，计算其湮灭截面并与H.E.S.S.数据比较，发现大质量暗物质模型可接近现有实验上限。
2023-04-07 hep-ph
Detection prospects of singlet fermionic dark matter
单态费米子只与一个新的单态标量相互作用，这提供了一个可行的和最小的方案，可以解释暗物质。单态费米子是暗物质粒子，而新的标量与希格斯玻色子混合，提供了暗物质部门和标准模型之间的联系。在本文中，我们提出了一个更新的分析，这个模型的重点是它的检测前景。这两种情况下，宇称守恒的情况下，最一般的情况下被认为是。首先对模型的全参数空间进行分析，得到与暗物质约束相容的区域并进行特征化。然后，考虑到当前和未来的直接检测实验的影响。具体来说，我们确定目前被排除的多维参数空间的区域和下一代实验将要探测的区域。最后，间接探测的前景进行了讨论和预期的信号在中微子望远镜的计算。
2013-08-19 hep-ph
Singlet-Triplet Fermionic Dark Matter and LHC Phenomenology
众所周知，对于纯标准模型三重态费米WIMP型暗物质（DM），遗迹密度满足2 TeV左右。对于这样一个重质量的粒子，在13 TeV运行的LHC的产生截面将是非常小的。进一步扩展模型与一个单重态费米子和三重态标量，DM遗迹密度可以满足更低的质量。在LHC上可以大量产生低质量的DM，因此模型可以在对撞机上进行检验。对于本模型，我们已经研究了多喷流（$\geq 2\,j$）+丢失的能量（$\cancel{E}_{T}$）信号，并表明这可以在不久的将来检测到的LHC 13 TeV运行。我们还预测，目前的模型是可测试的地球为基础的DM直接检测实验，如氙-1T和未来的达尔文。
2018-04-21 hep-ph
Singlet-Doublet Fermionic Dark Matter and Gravitational Wave in Two Higgs Doublet Extension of the Standard Model
在双Higgs二重态模型（2 HDM）框架下研究了单重态-二重态类矢量轻子暗物质（DM），其中暗区由一个二重态和一个单重态类矢量费米子（VLF）组成.作为VLF的中性成分的混合物而产生的DM通过强加的离散对称性$\mathcal{Z}_2^{'}$而稳定。我们测试的可行性模型中的观测普朗克和最近的限制自旋无关的直接检测实验，并寻找其可能的对撞机信号。此外，我们还寻找随机引力波（GW）签名所产生的强一阶相变由于第二希格斯偶极子的存在。因此，该模型提供了一个可行的参数空间，一个稳定的DM候选人，可以从直接搜索，对撞机和GW实验探测。
2020-02-22 hep-ph
Flavoured gauge extension of singlet-doublet fermionic dark matter: neutrino mass, high scale validity and collider signatures
我们提出了一个阿贝尔规范版本的单重态-二重态费米子暗物质（DM）模型，其中DM是一个矢量费米子二重态和一个费米子单重态的组合，自然稳定的规范对称性，而不需要任何特设的离散对称性。为了在大型强子对撞机（LHC）等对撞机实验中具有良好的检测前景并扩大低质量DM的参数空间，我们认为额外的规范对称性基于量子$B-3L_τ$，其中对第三代轻子的限制被选择为在相应的规范玻色子上具有来自LHC的较弱边界。在这个模型中出现的三角形反常可以通过引入一个右手中微子来消除，右手中微子通过I型跷跷板机制参与产生轻中微子质量。除了DM，对撞机的前景和轻中微子的质量，该模型还提供了高的标度有效性引起一个稳定的电弱真空和微扰耦合的所有方式到普朗克尺度。我们约束我们的模型参数，从这些要求，以及现有的相关约束DM和碰撞机。
2019-10-15 hep-ph
Singlet-Doublet Fermionic Dark Matter, Neutrino Mass and Collider Signatures
我们提出了一个标准模型的最小扩展，通过引入一个超荷为2的标量三重态和两个矢量轻子：一个二重态和一个单重态，来同时解释宇宙中中微子质量和暗物质的非零含量. DM出现作为一个混合的中性分量的矢量轻子二重态和单线态，是奇数下离散的$Z_2$对称。在电弱对称破缺后，三重态标量得到一个感生的Vev，它不仅给轻中微子，而且给DM提供Majorana质量。由于DM的Majorana质量，$Z$介导的与核子的弹性散射是不允许的。然而，希格斯介导的直接检测横截面的DM提供了一个很好的机会，探测它在氙-1T。在碰撞机上无法检测到DM。然而，DM的带电伙伴（通常是最轻的稳定粒子）可以在大型强子对撞机（LHC）上给出大的dispalced顶点签名。
2017-07-26 hep-ph
Annihilation of singlet fermionic dark matter into two photons
我们考虑一个扩展的标准模型中，一个单重态费米子粒子，作为冷暗物质，和一个单重态希格斯粒子。我们对自由参数进行了重新分析。特别是，要求一个正确的遗迹丰富的暗物质，我们推导出并绘制耦合的单重态费米子与单重态希格斯粒子，$g_s$，与暗物质质量。我们解析地计算了单重态费米子暗物质湮灭为两个光子的对湮灭截面。这个截面的热平均计算了宽范围的能量和绘制相对于暗物质质量使用$g_s$一致的遗迹丰度条件。我们还比较了我们的结果与Fermi-Lat观测。
2013-01-21 astro-ph.HE hep-ph
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
Neutrino Portal Dark Matter: From Dwarf Galaxies to IceCube
有人认为，无碰撞冷暗物质的基线方案高估了卫星星系的数量，以及星系中心的暗物质（DM）密度。如果假设中微子-DM和DM-DM相互作用是由轻O（MeV）力载体介导的，那么这种在小尺度上明显缺乏结构的现象就可以解释。在这封信中，我们考虑了一个简单的，一致的模型，亲中微子DM与这些功能，DM和一个“隐蔽”的SM-单线态中微子物种下的一个新的$U(1)$规范对称性收费。这个模型的一个重要组成部分是，隐蔽的部门耦合到标准模型场只有通过中微子混合。我们观察到，隐蔽和活跃的中微子重新耦合，导致一个大的遗迹隐蔽中微子人口。这些遗迹可以防止小规模的晕崩溃，同时显著地改变最近在Icecube观测到的超高能中微子的光学深度。我们发现，容纳（a）对称热遗迹的参数空间的大部分对于IceCube高能量信号具有潜在的可观察后果，其中一些参数范围已经被现有数据排除。如果观测到光谱吸收特征或与附近来源的相关性，未来的数据可能会证实这一机制。
2014-11-04 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Fermionic Dark Matter in a Scotogenic Model with a Complex Scalar Singlet
Universidad de los Andes（安第斯大学）；Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-Universitat de València（粒子物理研究所（IFIC），西班牙瓦伦西亚大学与西班牙高等科研理事会联合）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）
本研究基于复标量单重态 Scotogenic 模型，通过参数扫描结合多类约束，找到费米型暗物质的可行解，其信号受抑制，对撞机中可通过单喷注或长寿命带电标量信号探测。
2026-08-05 hep-ph
WIMP Shadows: Phenomenology of Secluded Dark Matter in Three Minimal BSM Scenarios
本文系统研究三种最小BSM场景中的隐匿暗物质，通过热退耦到暗中介子实现遗迹丰度，给出门户耦合下限，并指出直接、间接探测信号受抑制，对撞机测试仍具敏感性。
2025-10-27 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Strongly first order phase transition in the singlet fermionic dark matter model after LUX
我们研究了一个扩展的标准模型（SM）与单重态费米暗物质（DM）粒子的相互作用与SM部门通过一个真正的单重标量。新标量的存在提供了产生电弱重子生成所需的强一级相变的可能性。考虑到LHC最新的Higgs搜索结果和DM直接探测实验特别是LUX实验的上限，结合LEP实验和电弱精确检验的约束条件，我们探索了导致强一级相变的模型参数空间.树级和循环级屏障都包括在计算中。我们发现第二个希格斯粒子的允许质量在$\sim 30-350\hbox{ GeV}$范围内。类SM希格斯粒子和第二个希格斯粒子之间的允许混合角$α$被限制为$α\lesssim 28^{\circ}$。预测DM颗粒质量在$\sim 15-350\hbox{ GeV}$范围内。未来的XENON1T实验可以排除该模型的大部分参数空间。只有当类SM希格斯粒子的质量与第二个希格斯粒子的质量简并，或者混合角足够小时，才能放松约束。
2014-06-24 hep-ph
Fermionic Semi-Annihilating Dark Matter
半湮灭是对称性大于Z2的暗物质理论的一般特征。我们研究了两个多分量暗扇区的例子，除了标量单态外，还包含SU（2）L单态或三态费米子。它们分别是最小费米子半零化模型和规范荷电费米子的最小情形。我们研究了相关的暗物质现象学，包括半湮灭和索末菲效应的相互作用。我们证明了单重态模型中的半湮灭可以解释来自星系中心的伽马射线过剩。对于三重模型，我们扫描的参数空间，并探讨信号和约束是如何修改的半湮灭。我们发现，该模型包括所有观察到的暗物质的整个区域是目前和计划中的直接和间接搜索。
2016-01-13 hep-ph
Frozen-in fermionic singlet dark matter in non-standard cosmology with a decaying fluid
我们进行了详细的研究暗物质生产通过冻结的假设下，一些流体占主导地位的早期宇宙之前，其能量沉积到等离子体引起熵注入。作为一个暗物质候选者，我们考虑一个费米子单线态，通过其与热等离子体中的标量粒子的相互作用产生的。流体改变了宇宙的膨胀率，以及温度的缩放，这显着影响了暗物质粒子的数量密度和平均动量的演化。我们确定并详细讨论了这些数量的演变的影响，考虑几个例子代表暗物质生产在不同阶段的膨胀和熵注入。我们发现，由于暗物质密度减少时，熵注入到等离子体继续冻结后，为了重现其观测值的增强速率的暗物质生产相对于标准宇宙学。此外，假设的非标准宇宙学历史对暗物质平均动量的影响可能导致大结构形成数据对暗物质质量的放松或收紧约束。
2021-05-24 hep-ph
Fermionic Singlet Dark Matter in One-Loop Solutions to the $R_K$ Anomaly: A Systematic Study
我们研究的暗物质现象的标准模型扩展解决报告的异常在$R_K$观察到的一个循环。本文讨论了费米子单重态DM与SM的亲轻子、亲夸克或双亲耦合。该装置利用新粒子含量与第二代轻子的大耦合来解释$R_K$异常，而$R_K$异常反过来又倾向于减少暗物质遗迹密度。此外，暗物质直接探测实验提供了严格的界限，即使在暗物质候选者仅贡献所观察到的暗物质能量密度的一小部分的情况下。事实上，直接探测排除了所有考虑的模型，作为对狄拉克暗物质的$R_K$异常的解释。相反，对于马约拉纳暗物质，$R_K$异常可以解决的协议直接检测共湮灭的情况。对于亲轻子的暗物质来说，这个区域只存在于$M_\text{DM} \lesssim 1000 \, \mathrm{GeV}$中，而暗物质则不太丰富。亲夸克和两亲的情况下，甚至提供狭窄的参数空间区域，观察到的遗物密度可以重现，同时提供一个解释$R_K$与直接检测实验。
2021-12-23 hep-ph
Discovery Prospects for a Minimal Dark Matter Model at Cosmic and Intensity Frontier Experiments
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
该研究探讨了最小暗物质模型在宇宙和强度前沿实验中的探测前景，指出未来实验在不同场景下对暗光子的探测能力互补，且在某些条件下仍可能发现暗光子。
2026-01-28 hep-ph
Singlet-Doublet Fermionic Dark Matter in Gauge Theory of Baryons
Indian Institute of Technology Bhilai（印度理工学院比莱分校）；Institute of Physics, Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）
本文提出基于重子数的最小U(1)_B扩展模型，通过引入三种奇异费米子解决规范悖论，构建了双态-单态费米暗物质候选者，从而缓解了暗物质直接探测实验的限制。
2024-08-22 hep-ph
Singlet Fermionic Dark Matter with Dark $Z$
我们提出了一个由隐规范玻色子介导的费米子暗物质模型。我们假设类QED隐藏扇区由Dirac费米子和U（1）$_X$规范对称性组成，并引入一个附加的带有U（1）$_X$电荷的标量电弱偶极子场作为介体.该模型中的U（1）$_X$对称性被电弱对称性破缺自发破缺，并存在一个大质量的超中性规范玻色子，它是隐区和可见区之间的中介体.由于U（1）$_X$荷的存在，额外的标量二重态不能与标准模型的费米子耦合，从而导致I型双Higgs二重态模型的Higgs扇区。新的规范玻色子与标准模型费米子的耦合与普通$Z$玻色子的耦合成比例，但非常受抑制，因此我们称之为暗$Z$玻色子。我们研究了$Z$玻色子和Higgs扇区的现象学，并表明隐藏的费米子可能是暗物质的候选者。
2020-04-29 hep-ph
Singlino-dominated dark matter in general NMSSM
一般的次极小超对称标准模型（NMSSM）用四个独立的参数描述了单重态主导的暗物质（DM）性质：单重态-二重态Higgs耦合系数$λ$、Higgsino质量$μ_{tot}$、DM质量$m_{\tildeχ_1^0}$和单重态Higgs自耦合系数$κ$。前三个参数强烈地影响DM-核子散射率，而$κ$通常仅轻微地影响散射。这一特征意味着单态主导的粒子可以形成一个隐蔽的DM扇区。在这样的理论结构下，通过调整$κ$的值，DM湮灭为一对单态主导的希格斯玻色子，从而获得正确的丰度。当$λv/μ_{tot}$较小时，它与核子的散射被抑制。这一推测被验证了复杂的扫描的理论的参数空间与各种实验的约束考虑。此外，计算了一般NMSSM和$Z_3$ -NMSSM的贝叶斯证据。结果表明，在引入一个附加参数的情况下，前者约为后者的$3.3 \times 10^3$倍。该结果对应于Jeffrey的8.05的标度，并且意味着所考虑的实验强烈地偏好于一般NMSSM而不是$Z_3$ -NMSSM。
2021-05-20 hep-ph
WIMP and FIMP Dark Matter in Singlet-Triplet Fermionic Model
我们提出了一个包含三重态费米子，一个三重态标量和一个单重态费米子的扩展模型，它可以解释中微子质量和暗物质。一个费米子的三重态和一个单重态在$Z_2$对称下是奇数，因此该模型具有两种可能的暗物质候选者。剩下的两个$Z_2$ -偶三重态费米子可以再现中微子质量和振荡参数，与观测结果一致。我们考虑的情况下，单线态有微弱的耦合，而三重态是弱相互作用，并调查不同的可能性再现所观察到的暗物质遗物密度。这包括从冻结和从单线态的衰变产生三线态WIMP，以及从属于热浴或热解耦的颗粒的衰变产生单线态的冻结。虽然冻结的生产通常是由衰变过程中，我们也展示的情况下，浴粒子的湮灭给最终的遗物密度作出重大贡献。这发生在新标量低于TeV标度时，因此在LHC的范围内。次轻的奇粒子可以是长寿命的，并且可以改变BBN对轻元素丰度的成功预测，这些约束在单线态或三线态是长寿命粒子的情况下都是相关的。在三元组是DM的情况下，模型受到正在进行的直接，间接和对撞机实验的约束。当单重态是DM时，作为次轻的奇粒子的三重态可以是长寿命的，并且可以在建议的MATHUSLA探测器上探测。最后，我们还讨论了三重态费米子和标量在大型强子对撞机上的探测前景。
2022-11-27 hep-ph
Confronting $γ$-rays from singlet fermionic cold dark matter with the H.E.S.S. data
我们探索整个参数空间的单重态费米冷暗物质模型的约束，第一，遗物密度和第二，伽马射线线高达10 TeV。我们研究了44000个随机样本模型，这些模型全面扫描了质量低于10 TeV的暗物质的参数空间，并将我们的结果与H.E.S.S.的最新实验数据进行了比较，第一次结果表明，除了共振区域，这种间接检测不能排除该模型的参数空间。
2020-08-23 hep-ph hep-th
Effects of fermionic singlet neutrinos on high- and low-energy observables
在这篇博士论文中，我们研究了与大质量中微子有关的低能和高能观测值。中微子振荡为中微子质量和混合不为零提供了无可争辩的证据。然而，最初的标准模型公式不能解释这些观测，这就需要引入新的物理学。在许多可能性中，我们在这里集中在反跷跷板，中微子质量产生机制，其中标准模型扩展与费米子规范单。这个模型提供了一个有吸引力的替代通常的跷跷板实现，因为它可以潜在地有自然汤川耦合（$\mathcal{O}(1)$），同时保持新的物理尺度的能量范围内的大型强子对撞机。在许多可能的效应中，这种情况可能导致偏离轻子味普适性。我们已经研究了这些特征，发现比率$R_K$和$R_π$提供了对逆跷跷板的新的附加约束。我们还考虑了在超对称模型中嵌入逆跷跷板。这导致了各种轻子味道违反过程的速率增加，这是由于希格斯玻色子和$Z^0$玻色子介导的企鹅图的贡献增强。最后，我们还发现，与超对称反跷跷板中存在的不育中微子相关的新的不可见衰变通道可以显著削弱对轻CP奇希格斯玻色子的质量和耦合的约束。
2013-11-22 hep-ph
WIMP Dark Matter in a Well-Tempered Regime: A case study on Singlet-Doublets Fermionic WIMP
对弱相互作用大质量粒子（WIMP）的认真研究现在已经开始。在这种情况下，需要解决的最重要的问题是：“在多大程度上，我们可以限制WIMP模型在未来？那么，对于这些模型中的每一个，WIMP参数空间中剩下的未探索区域是什么？“在我们寻求回答这些问题的过程中，我们根据量子数对WIMP进行了分类，并采用最小性作为指导原则来研究每种情况。作为第一步，我们研究了一个简单的情况下，最小的组成在良好的回火费米WIMP制度，即单重态-二重态WIMP模型。我们考虑所有可用的约束，从直接和间接的搜索和预测的约束来自不久的将来和未来的实验。因此，我们得到的现状，近期的未来前景和未来的前景，这一模式在其所有的一般性。我们发现，在未来，这个模型将几乎完全由未来的直接暗物质探测实验（相比较弱的间接和对撞机的约束）和宇宙学（遗迹密度）的约束，因此将逐渐被推到角落的共湮灭区，如果没有WIMP信号被检测到。未来的轻子对撞机将有助于探索这一区域，而不受任何其他实验的限制。
2016-11-19 hep-ph
Dark matter direct detection of a fermionic singlet at one loop
最强的直接探测极限可能指向暗物质--在环水平上的核散射。我们详细研究了电弱单线态（狄拉克或马约拉纳）暗物质费米子耦合到一个由新费米子和新标量组成的扩展暗扇区的原型例子。由于直接和间接搜索对有色粒子的严格限制，我们假设新暗区的场是色单态。我们概述了可能的简化模型，包括动机良好的情况下，额外的标量或费米子是一个标准模型粒子，以及可能的连接到中微子质量。我们计算了任意量子数的暗区的光子、$Z$和希格斯企鹅对直接探测的贡献。此外，我们推导出在某些限制下的紧表达式，即，当所有的新粒子都比暗物质质量重时，当费米子在环中运行时，就像标准模型轻子一样。我们详细研究了预测的直接检测率以及当前和未来的直接检测限如何约束模型参数。在暗物质直接耦合到标准模型轻子的情况下，我们发现轻子味违反，直接检测和观察到的遗迹丰度之间的有趣的相互作用。
2022-01-08 hep-ph
Singlet fermionic dark matter with Veltman conditions
我们重新研究了一个具有规范单重狄拉克费米子和实单重标量的费米子暗物质的可重整化模型，它可以改善标准模型（SM）的标量质量等级问题。我们的模型设置是SM的最小扩展，为它提供了一个现实的暗物质（DM）的候选者，并可以同时通过Veltman条件（VC）实现单圈二次发散的标量质量的取消。这个模型的扩展，虽然renormalizable，可以被认为是一个有效的低能量理论有效的截止能量约为10 TeV。我们计算了新的标量和费米子DM单态的单圈二次发散贡献，并使用VC和微扰么正性条件约束模型参数。考虑到不可见的希格斯衰变测量，我们给出了新的物理参数的允许范围，满足最新的遗迹丰度测量。利用得到的参数集，我们预测了新的单重态费米子到目标核的弹性散射截面，用于直接探测暗物质。我们还进行了充分的分析与任意设置的参数没有VC作为比较，并讨论了VC的约束的含义。
2018-05-25 hep-ex hep-ph
Dark matter from a complex scalar singlet: The role of dark CP and other discrete symmetries
我们研究的情况下，一个伪标量暗物质候选人出现从一个复杂的标量单线态，收费下的全球U（1）对称性，这是明确和自发破缺。赝标量的稳定性自然是由一个残余的离散对称性：暗CP。我们研究和比较了几种只含一个显式对称破缺项的简化模型的唯象。我们发现，参数空间的几个区域能够再现观测到的暗物质丰度，同时尊重直接检测和不可见的希格斯衰变极限：在两个标量的共振，具有被称为禁止或隐蔽的暗物质，并通过非共振希格斯介导的湮灭。在某些情况下，结合不同的测量将允许人们区分对称性的破坏模式。此外，这种设置承认轻DM候选人在亚GeV尺度。我们还讨论了一个以上的对称性破缺项存在的情况。在这种情况下，暗CP对称性可能会自发破缺，从而破坏候选暗物质的稳定性。要求这不会发生对允许的参数空间施加了约束。最后，我们考虑了一种有效场论方法，它适用于赝Nambu-Goldstone玻色子极限，并且U（1）破缺尺度远大于电弱尺度。
2021-12-22 hep-ph
Flavour Non-Singlet Splitting Functions at Four Loops in QCD -- The Fermionic Contributions
本文计算QCD四圈味非单态分裂函数的费米子$n_f$贡献，给出$N$空间与$x$空间解析结果，并导出相关胶子量及软胶子阈值增强对数。
2025-05-14 hep-ph
Search for the Higgs portal to a singlet fermionic dark matter at the LHC
我们考虑一个简单的扩展的标准模型与单重态费米暗物质。它的热残余密度可以很容易地通过与标准模型希格斯玻色子混合的真实单态标量信使来容纳。该模型可以通过两个类似希格斯的标量玻色子的相当大的不可见衰变来显着改变LHC中的希格斯信号。通过对电弱精密测试、对撞机和暗物质搜索实验的约束，根据两个标量玻色子和暗物质费米子之间的质量关系及其耦合，可以得出两个或一个或没有两个希格斯玻色子的结论。特别是，如果在LHC的120- 125 GeV区域发现一个标准模型类希格斯玻色子，那么几乎不可能找到第二个类希格斯玻色子，因为它主要是一个单态标量，无论它是重还是轻。这个模型可以通过直接的暗物质搜索实验来进一步检验。
2012-02-16 hep-ex hep-ph
A radiative seesaw model with GeV singlet-doublet fermion and TeV triplet scalar dark matter
通过扩展标准模型的单重态-二重态费米子和三重态标量，所有奇数下一个新的$Z_2$对称性，我们引入了一个辐射跷跷板模型，可以同时考虑暗物质，解释中微子质量的存在，并允许规范耦合统一。我们探讨了可行的参数空间的模型后，施加对撞机，希格斯质量，暗物质，中微子质量和轻子味违反约束。我们发现，在这个模型中的暗物质是费米子的质量低于约1 TeV和标量以上，并观察直接检测和轻子味违反实验之间的高度互补性，这应该很快就可以充分探测费米子暗物质部门和至少部分的标量暗物质部门。
2019-09-13 hep-ph
Phenomenological profile of scotogenic fermionic dark matter
本文在单态-三重态scotogenic模型中研究费米子暗物质，系统分析共湮灭、cLFV与对撞机约束及未来直接探测前景。
2024-01-23 hep-ph
Dark matter and lepton flavour phenomenology in a singlet-doublet scotogenic model
我们研究暗生框架的暗物质现象学，通过一个相当说明性的模型扩展的标准模型的标量和费米子单线态和双线态。这样的设置在现象学上是有吸引力的，因为它提供了中微子质量的辐射产生，同时也包括冷暗物质的可行候选者。我们采用马尔可夫链蒙特卡罗算法来探索相关的参数空间，鉴于众多的限制来自希格斯质量，中微子部门，暗物质，轻子味违反过程。经过一般性的讨论的结果，我们专注于费米子暗物质的情况下，这仍然是相当发现的文献至今。我们讨论了相关的现象，并表明，在这种特殊的情况下，一个相当具体的质谱预计与费米子质量略高于1 TeV。本研究可作为未来对撞机研究之参考。
2021-12-01 hep-ph
A new parameter space study of the singlet fermionic cold dark matter model
我们考虑标准模型（SM）扩展的规范单重费米子作为冷暗物质（SFCDM）和规范单重标量（单重希格斯）作为介体。SM的参数空间扩大了七个新的。在树水平上得到了单重态费米子对SM粒子和单重态Higgs粒子的全湮灭截面。关于WMAP观测得到的遗物丰度约束，我们分别研究了对每个参数的依赖性，暗物质质量高达1 TeV。特别地，精确地研究了SFCDM与单重态Higgs粒子$g_s$、SFCDM质量$m_ψ$、第二Higgs粒子质量$m_{h_2}$和希格斯玻色子混合角$θ$的耦合。其他三个参数没有发挥重要作用。对于希格斯玻色子的最大混合或共振态，$g_s$适用于树水平的微扰理论。我们还获得了SFCDM的散射截面的核子和比较我们的结果与实验已经报道的数据在这个质量范围内，氙100，LUX，COUPP和PICASSO合作。我们的结果表明，SFCDM被排除在这些实验选择的参数是一致的扰动理论和遗迹丰度的限制。
2014-10-10 hep-ph hep-th
Minimal Dirac seesaw accompanied by Dirac fermionic dark matter
该研究扩展标准模型引入$U(1)_{B-L}^{}$规范对称性与四个右手性中微子，提出两个形成狄拉克费米子作为稳定暗物质、另两个通过5维算符实现最小狄拉克跷跷板的模型，还能解释宇宙重子不对称。
2025-08-20 hep-ph
The minimal fermionic model of electroweak baryogenesis
提出了费米子诱导的电弱重子生成的极小模型。该模型由一个扩展的标准模型与一个电弱单重态费米子和一对矢量一样的二重态费米子与重正化耦合到希格斯玻色子。一个强的一级相变是由单重态-二重态费米子辐射引起的，而重子不对称性的起源是由于同一组费米子在膨胀的电弱泡壁上的不对称反射。单重态-二重态费米子通过手征对称性稳定在电弱尺度下，而Higgs势通过来自多TeV紫外线完成的阈值修正稳定，该紫外线完成在相变中不起任何重要作用。我们的工作在背景对称性不变量和重子不对称性进行了半经典的分析计算，表明该模型可以有效地产生观察到的重子不对称性的百分比水平值的唯一不变CP违反单重态-二重态部门的阶段。我们包括一个详细的研究电子电偶极矩和电弱精度限制，并为一个典型的基准方案，我们也重铸现有的对撞机的限制，表明该模型是符合所有当前的实验数据。指出在$13 \, \textrm{TeV}$ LHC中，费米子诱导的电弱重子生成具有不可约的现象，因为新的费米子必须处于电弱尺度，具有电弱量子数，并与Higgs强耦合。最有希望的搜索涉及多轻子和最终状态丢失能量的拓扑结构。
2017-07-07 hep-ph
Fermionic decays of NMSSM Higgs bosons under LHC 13 TeV constraints
本文研究了最近的LHC约束对次最小超对称标准模型的半约束版本中希格斯扇区的影响。我们的分析集中在参数空间的Higgs的二重态-单重态耦合，$λ$的值，是尽可能大的，而两个Higgs的二重态，$\tanβ$，真空期望值之间的比率是尽可能小的。在当前的约束条件下，我们提出了可能的费米衰变通道和简化截面为费米子最终状态的最轻的中性希格斯玻色子在NMSSM，$(h_{1}$，$h_{2}$，和$a_{1})$。我们发现当Higgs质量低于400 GeV时，非类SM Higgs（$a_{1}$和$h_{2}$）分裂成一对底夸克的分支比接近90%.此外，当这些玻色子大多是单态时，$h_{2}/a_{1}\rightarrow t\bar{t}$的分支比可以在所有质量范围内达到1。
2021-06-26 hep-ph
Interplay of Scalar and Fermionic Components in a Multi-component Dark Matter Scenario
我们探讨了多组分暗物质（DM）的情况下，考虑在一个简单的扩展的标准模型与惰性标量双峰和单重态费米场提供两个DM候选人。DM态在不破缺的$Z_2\times Z_2'$离散对称性下是稳定的。引入一个额外的规范单重标量场，以促进暗费米子与可见扇区的相互作用。带电费米子场的存在具有与惰性标量场相同的$Z_2$电荷，允许探索否则不允许的暗物质质量区域，就像在标准的惰性双重模型（IDM）场景中一样。有了这些安排，它表明，轻DM方案和沙漠地区的中间质量范围内的DM在标准IDM的情况下，可以兼容的遗物密度界限和直接检测限。此外，详细的参数空间的研究进行保持标量和费米子组件的共存的焦点，显示相当大的参数空间区域可用于整个质量范围的$10\ \rm GeV \le M_{DM}\le 2000$ GeV。
2019-05-20 hep-ph
Warm and cold fermionic dark matter via freeze-in
暗物质产生的冻结机制为WIMP范式提供了一个简单而有趣的替代方案。在本文中，我们分析冻结是否可以用来解释所谓的单重态费米子模型中的暗物质。在这个模型中，SM被扩展为只有两个额外的场，一个是与希格斯玻色子混合的单重标量场，另一个是暗物质粒子，一种在Z_2对称下被假定为奇数的费米子。在数值研究了暗物质的产生过程之后，我们分析了遗迹密度对模型中所有自由参数的依赖关系。这些结果，然后被用来获得与暗物质约束兼容的参数空间的区域。我们表明，所观察到的暗物质丰度可以解释通过冻结在一个广泛的质量延伸到千电子伏范围。因此，在这个模型中可以得到温暖和寒冷的暗物质。暗物质的质量也可能远高于WIMP的幺正性。
2013-09-11 hep-ph
Phenomenology of a singlet-doublet-triplet scotogenic framework
本研究针对含单态、双态、三态粒子的scotogenic框架开展唯象分析，结合多领域约束用马尔可夫链蒙特卡罗方法探测参数空间，得到三个暗物质质量峰，验证共湮灭主导遗迹密度，并给出典型参数构型供后续研究。
2025-01-19 hep-ph
Extension of Minimal Fermionic Dark Matter Model : A Study with Two Higgs Doublet Model
本文探讨了一个费米子暗物质模型，它是粒子物理学中的标准模型（SM）向双Higgs偶态模型的一种可能的扩展。Higgs二重态通过不可重整化的耦合与单重态的费米子暗物质（FDM）耦合，提供了一种新的物理尺度。我们探索了这种暗物质候选者的可行性，并通过碰撞机搜索，DM的遗迹密度，DM-核子散射截面的直接探测测量和间接搜索暗物质的实验结果来约束模型参数空间。
2015-05-28 hep-ph
Two Puzzles, One Solution: Neutrino Mass and Secluded Dark Matter
该研究通过一个统一的框架，将暗物质信号缺失与中微子质量小性联系起来，利用额外的U(1)_X对称性，通过重中微子和希格斯场的混合产生中微子质量，并抑制暗物质信号。
2025-11-24 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Higgs Portal to Inflation and Fermionic Dark Matter
我们研究了一个包含规范单重标量和费米子暗物质的暴胀模型。单重标量和希格斯玻色子之间的混合提供了一个通往暗物质的入口。暴胀子可以是希格斯玻色子玻色子或单态标量，慢滚暴胀是通过它与引力的非最小耦合实现的。在这种设置中，有效标量势是通过两个标量之间的混合和与暗物质的耦合来稳定的。我们研究了对撞机搜索、遗迹密度和直接检测的限制，发现暗物质质量应该是希格斯玻色子或单重态标量质量的一半左右。利用重整化群方程改进的标量势，把所有的约束条件放在一起，我们证明了暴胀观测量$n_s-r$与当前的Planck数据是一致的。
2016-03-15 gr-qc hep-ph hep-th
Direct signals from electroweak singlets through the Higgs portal
在冻结产生标准热的假设下，我们回顾了希格斯门暗物质核反冲信号的预测和约束。热产生的标量和矢量希格斯门暗物质质量被限制在共振区附近的希格斯质量的一半或几个TeV以上。这些模型的共振区域将由XENONNT和LZ进行测试。DarkSide-20 k和DARWIN可以测试到幺正性极限的全部质量范围。具有纯CP奇耦合的费米子希格斯门暗物质受到希格斯衰变宽度的限制，但具有强烈抑制的反冲截面，这无法用即将到来的实验进行测试。通过直接搜索实验，可以限制具有CP偶希格斯耦合和奇希格斯耦合组合的费米子希格斯门暗物质。
2018-05-31 hep-ph
Mono-Higgs signature in a singlet fermionic dark matter model
Gwangju National University of Education（光州国立教育大学）；Gyeongsang National University（庆尚国立大学）；Korea University（高丽大学）
本文研究LHC上单希格斯产生作为单重态费米子暗物质探针，通过实标量中介与SM希格斯混合，计算截面并与实验比较，发现主要贡献来自双希格斯产生后一个希格斯不可见衰变，单希格斯通道为低质量中介区提供互补探测。
2026-08-05 hep-ex hep-ph
