Symmetries and unitary interactions of mass dimension one fermionic dark matter
由埃尔克构造的费米子场有几个意想不到的性质。它们满足克莱因-戈登方程，但不满足狄拉克方程，并且质量维数为1，而不是3.5。从克莱因-戈登拉格朗日量开始，我们开始仔细研究这些费米子的对称性和相互作用以及它们的高自旋概括。我们发现，尽管费米子的质量维度是第一，但四点费米子自相互作用在高能时违反了么正性。因此，它不可能是理论的基本相互作用。因此，对于自旋半费米子，重整化性和么正性的要求禁止四点相互作用，只允许汤川相互作用。对于自旋j>1/2的费米子，它们没有可重整化的或幺正的相互作用。由于该理论是用Klein-Gordon拉格朗日量描述的，所以由于可重整性的要求，由包含四点相互作用的局域$U(1)$规范对称性产生的相互作用被排除了。在标准模型的背景下，这些性质使自旋半费米子成为自然的暗物质候选者。
2015-10-16 hep-ph hep-th
Chiral separation effect for spin 3/2 fermions
研究了自旋为3/2的费米子系统的手征分离效应。对于具有相对论性无质量的Rarita-Schwinger费米子的自洽Adler模型（RSA模型），我们发现CSE电导率是无质量Dirac费米子的5倍。对于Rarita-Schwinger-Weyl半金属中的四重带交叉模型，其中存在准自旋为3/2的无质量费米子，我们计算了CSE电导率是Weyl费米子的四倍。我们证明了拓扑半金属中任意多简并费米点的CSE电导率与其陈数成正比，并且是拓扑保护的。在计算过程中，我们证明了一个将费米点的陈数与朗道能带结构的光谱不对称性联系起来的指数定理。对于RSA模型（以及Dirac费米子），我们发现任何手征费米子系统的CSE由相应的陈数决定的假设是正确的。
2021-06-09 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
Cosmological Relaxation from Dark Fermion Production
我们考虑了以费米子产生为主导摩擦力的电弱体系问题的宇宙学弛豫解。在我们的方法中，既没有超普朗克场偏移，也没有大量的电子折叠出现，并避免了热希格斯质量平方扫描。从弛豫源通过导数耦合产生的费米子是SM单线态，我们称之为暗费米子，它们可以作为keV尺度的暖暗物质候选者。
2020-02-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Prediction of the Dark Fermion Mass using Multicritical-Point Principle
本研究提出利用多临界点原理在额外标量场下确定有效势的方法，将其应用于含单态暗费米子与实标量场的标准模型扩展模型，预测暗费米子质量约为901–972 GeV。
2024-08-20 hep-ph
Singlet Dirac Fermion Dark Matter with Mediators at Loop
在简化模型中研究了单重态Dirac费米子暗物质的唯象，其中暗物质与标准模型粒子在圈能级上通过有色或无色介质相互作用.我们特别关注暗区非零CP相位的影响，它诱导了狄拉克费米子暗物质以及电子和核子的电偶极矩。结果表明，暗物质直接探测搜索和电偶极矩的测量能够在未来的实验中验证单重态狄拉克费米子暗物质的存在。
2018-12-16 hep-ph
Singlet fermionic dark matter
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。
2008-06-08 hep-ph
The minimal model of fermionic dark matter
我们探讨了费米冷暗物质的标准模型的最小扩展。暗物质和标准模型物质之间的相互作用用不可重正化的5维项来描述。我们发现，我们的模型可以解释冷暗物质的实测遗迹丰度，并预测直接检测截面。对暗物质的直接搜索对最小费米子暗物质相对于希格斯玻色子质量的质量和耦合提供了严格的约束。
2006-11-07 hep-ph
Fermion Triplet Dark Matter and Radiative Neutrino Mass
马约拉纳费米子三重态（Sigma^+，Sigma ^0，Sigma ^-）的中性成员被认为是宇宙中暗物质的候选者。它也可以作为获得辐射中微子质量的跷跷板锚。
2008-09-16 hep-ph
Light Dark Fermion in Two Natural Scenarios
本文提出在两种自然场景中暗物质作为轻费米子，源于软破缺离散对称性，并通过标准模型Higgs玻色子自然抑制衰变经冻结机制产生。
2024-09-24 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
Cosmic Ray Positron and Electron Excess from Hidden-Fermion Dark Matter Decays
在最近的宇宙射线实验中观察到的异常现象似乎强烈地限制了暗物质的性质。在这封信中，我们调查的可能性，费米子暗物质与标准模型的最小扩展。我们发现由六维算符引起的暗物质衰变可以自然地解释这些异常。
2009-03-02 hep-ph
Dark Matter Bound State Formation in Fermionic $Z_2$ DM model with Light Dark Photon and Dark Higgs Boson
如果费米子暗物质（DM）被自发破缺成其子群$U(1)$的暗规范对称所稳定，则模型的粒子内容变得非常丰富：DM和激发DM，它们都是Majorana费米子，以及两个暗力介质，暗光子和暗希格斯玻色子，由于暗规范对称性而自然存在。在本文中，我们研究了DM束缚态的形成过程中，假设暗光子和暗希格斯粒子都是光介质，并包括激发DM的影响。Goldstone玻色子对薛定谔方程中的势矩阵的贡献是重要的。在DM束缚态形成过程中，纵向矢量玻色子（或某种程度上相当于戈德斯通玻色子）的发射对于诱导显著的再湮灭过程至关重要，从而减少了暗物质遗迹的丰度。在文献中考虑的这种暗物质的大多数严格约束都被简单地回避了。
2020-10-05 hep-ph
A Model of Fermion Flavor and Leptogenesis and Cold Dark Matter
我建议一个新的粒子模型，以整合费米子味，TeV规模的轻子和冷暗物质。该模型具有TeV尺度的定域规范对称性$U(1)_{B-L}$和味族对称SO（3），此外，它还包含第四代费米子，其中包含一个冷的暗物质中微子。该模型可以同时解释费米子质量和味混合，以及重子不对称性和冷暗物质。它不仅能很好地拟合现有的实验数据，而且还预测了一些新的结果，这些结果有希望在未来的实验中得到检验。
2013-02-26 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
Dark Fermions and Spontaneous $CP$ violation in $SU(2)$-axion Inflation
值得注意的是，如果$CP$在暴胀物理中自发破缺，费米子会注意到并记住它。基于此，我们提出了一个新的（非热）机制，用于产生热大爆炸前的自相互作用暗狄拉克费米子。非阿贝尔规范场和轴子是暴胀粒子物理的重要内容。在此背景下，我们分析研究了$SU(2)$规范场下的狄拉克费米子二重态，并利用点分裂技术对流进行正则化。我们表明，非平凡的$CP$违反真空结构的$SU(2)$ -轴子模型，自然导致一个有效的机制，产生大量的费米子在通货膨胀。费米子反反应的大小和暗费米子的密度分数为费米子的质量设定了上限。在大统一理论尺度的暴胀中，产生的暗费米子，只在引力作用下耦合到可见扇区，可以和$m\lesssim 10 TeV$一样重。
2019-12-04 astro-ph.CO gr-qc 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
Fermion Singlet Dark Matter in a Pseudoscalar Dark Matter Portal
我们探讨一个简单的扩展标准模型包含两个规范单态：狄拉克费米子和一个真正的赝标。在参数空间的某些区域，两个单态都是稳定的，不需要额外的对称性，然后成为一个可能的双组分暗物质模型。我们研究了残余丰度生产通过冻结，后者确定的湮灭，转换和半湮灭。研究了来自不可见希格斯衰变、暗物质遗迹丰度和直接/间接探测的实验约束。我们发现三个可行的区域的参数空间，该模型是敏感的间接搜索。
2021-10-06 hep-ph
Possible Implications of Asymmetric Fermionic Dark Matter for Neutron Stars
我们考虑了费米子非对称暗物质对由普通重子和暗费米子组成的“混合中子星“的影响。我们找到了一些例子，在一定范围内的暗费米子质量-当它小于普通重子-这样的系统可以达到更高的质量比普通（“纯”）中子星允许的最大值。这是一个简化的，启发式的牛顿分析框架内与非相互作用的粒子和通过广义相对论的数值计算，在一定的假设下的暗物质状态方程。我们的工作适用于各种暗费米子模型，如镜像物质模型和其他模型的暗费米子有自我相互作用。
2013-05-29 astro-ph.CO hep-ph
Radiative neutrino masses in the singlet-doublet fermion dark matter model with scalar singlets
在单重态-二重态费米子暗物质模型中加入$Z_2$ -奇实单重态标量，可以在单圈水平上产生中微子质量和混合。在这项工作中，我们讨论了两个简化的暗物质模型的组合所产生的显着特点。当$Z_2$ -最轻的奇粒子是标量单态时，只要单态-二重态费米子混合足够小，$\operatorname{Br}(μ\to e γ)$是可以测量的。在这种情况下，类矢量费米子到标量的新衰变通道也可以在LHC上产生有趣的轻子加丢失的横能量信号。另一方面，在类二重态费米子暗物质的情况下，标量共湮灭导致遗迹密度的增加，这使得类二重态费米子暗物质的束缚降低。
2015-04-29 hep-ph
Catalysis of Electroweak Baryogenesis via Fermionic Higgs Portal Dark Matter
我们利用类矢量费米子增广的双Higgs偶态模型研究了费米子Higgs门暗物质对电弱重子生成的催化作用。最轻的中性费米子质量本征态提供了一个可行的暗物质候选者在稳定对称性Z_2或规范U（1）_D对称性的存在。在最低维的希格斯门暗物质相互作用中允许一个非零的CP破坏相，允许产生所观察到的暗物质遗迹密度，同时避开直接检测边界。同一相位提供了一个电弱重子发生的来源。我们表明，它是可能的，以获得观测到的可见光和暗物质的丰度，同时满足目前的电偶极矩（EDM）搜索和直接检测实验的界限。将目前的电子（中子）EDM灵敏度提高一（两）个数量级将提供对这种情况的决定性测试。
2015-02-27 hep-ph
Coupling Unification and Dark Matter in a Standard Model Extension with Adjoint Majorana Fermions
我们重新审视的标准模型与马约拉纳费米子的伴随表示的扩展。在那里，一个精确的耦合统一和暗物质的良好候选者（$SU(2)_L$三重态费米子）同时实现。特别是，我们表明，$SU(3)_c$八重态费米子，这是成功的统一所需的可以是一个很好的非热源的三重态费米子暗物质。与超对称标准模型相比，该模型预测的质子寿命较短，并且大部分参数空间可以由未来的实验（如Hyper-Kamiokande实验）探索.
2014-11-21 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
Dark Energy from Eternal Pair-production of Fermions
我们研究了一个玩具模型，其中马约拉纳或狄拉克费米子的行为作为一个小的真空能量在目前的宇宙源。在该模型中，一个自相互作用的标量玻色子与费米子耦合，同时引起费米子之间的吸引和排斥相互作用。这些相互作用允许存在具有正能量密度的亚稳态，其由费米面内的费米子简并组成。当宇宙膨胀时，亚稳态的能量密度保持不变。这是因为真空中费米子的成对产生持续发生，没有能量消耗，并保持均匀地向宇宙提供费米子。所观察到的真空能量密度$\sim 10^{-47}~\textrm{GeV}^4$再现的费米子和标量质量的顺序$10^{-3}~\textrm{eV}$。
2019-01-07 gr-qc hep-ph hep-th
A fermionic portal to a non-abelian dark sector
我们介绍了一类新的可重正化模型，由一个黑暗的$SU(2)_D$规范部门连接到标准模型（SM）通过矢量（VL）费米子介质，不需要希格斯门，其中一个巨大的矢量玻色子是暗物质（DM）的候选人。这些模型被标记为费米子门户矢量暗物质（FPVDM）。多种实现是可能的，这取决于VL伙伴和标量势的性质。详细讨论了一个例子。FPVDM模型在对撞机和非对撞机实验中有大量的应用，这取决于介质部门。
2022-03-09 hep-ph
Singlet fermion dark matter and electroweak baryogenesis with radiative neutrino mass
本文将我们提出的含有暗物质的辐射中微子质量模型推广到实单重态标量场。由此产生了两个重要的新后果。一个是最轻的中性单态费米子（而不是暗标量偶态中最轻的中性成分）作为宇宙的暗物质的现实可能性。另一种是对标准模型中的有效希格斯势的修正，与电弱重子生成一致。
2007-09-06 hep-ph
Double type-II seesaw accompanied by Dirac fermionic dark matter
在第二类跷跷板机制中，如果希格斯三重态是TeV量级的，并且与标准模型希格斯二重态有小的立方耦合，那么中微子质量的产生就可以通过实验来检验。我们发现，这种小的三重态-二重态耦合和宇宙重子不对称性可以同时由一个包含$U(1)_{B-L}$规范对称性的额外的跷跷板机制引起。同时，三个中性费米子抵消规范异常，除了可以接受的无质量费米子外，还可以形成稳定的狄拉克费米子暗物质。
2019-07-23 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
Signatures of dark Higgs boson in light fermionic dark matter scenarios
基于光（亚GeV）费米子的热暗物质场景通常需要存在一个额外的暗扇区，其中包含一个大质量的暗光子和一个暗希格斯玻色子。后者产生暗光子质量和暗扇区费米子的附加质量项。这种简单的装置在高强度加速器实验中具有丰富的现象学和光明的探测前景。我们指出，除了研究的伪狄拉克制度，该模型可以实现正确的遗物密度在三种不同的情况下，并详细检查其性质和实验前景。我们特别强调暗希格斯玻色子对探测前景和宇宙学边界的影响。
2018-07-26 hep-ex hep-ph
COHERENT production of a dark fermion
本文研究 COHERENT 实验中通过中微子 up-scattering 产生 MeV 尺度暗费米子的可能性，并利用 CsI 和 LAr 数据给出耦合与质量的最新约束，同时讨论其稳定性。
2023-09-06 hep-ph
Scalar assisted singlet doublet fermion dark matter model and electroweak vacuum stability
我们通过单重标量场扩展了所谓的单重二重态暗物质模型，其中的暗物质是一个标准模型单重态和一对电弱二重态费米子的混合物。它与暗区的新门户耦合不仅有助于暗物质现象学（包括遗迹密度和直接检测限），而且通过其真空期望值对暗物质质量的产生也变得重要。虽然暗扇区费米子的存在会对电弱真空的稳定性产生不利影响，但我们发现这种额外的单线态能够使电弱真空在普朗克尺度下绝对稳定。结合暗物质现象学和Higgs真空稳定性问题的研究表明，在这种情况下，标量扇区混合角可以受到明显的限制。
2018-10-20 hep-ph
Confronting dark fermion with a doubly charged Higgs in the left-right symmetric model
通过在粒子谱中引入一对类矢量偶线，在左右对称框架下研究了费米子暗物质。DM的稳定性通过完整的$\mathcal{Z}_2$对称性来确保。我们探索的参数空间的模型兼容所观察到的文物密度和直接和间接的检测截面。带电暗费米子的存在为LHC和ILC的双电荷希格斯信号开辟了一个有趣的可能性。在多轻子末态中分析了双电荷标量衰变到暗区的信号，并选择了几个与DM观测一致的代表性参数。
2022-02-23 hep-ph
A Model of Four Generation Fermions and Cold Dark Matter and Matter-Antimatter Asymmetry
我建议一个实用的粒子模型作为标准模型的扩展。该模型具有TeV尺度的$U(1)_{B-L}$对称性，包含TeV尺度质量的第四代费米子，其中包含一个冷的暗物质中微子。该模型可以完全解释费米子味之谜、冷暗物质和通过稀薄生成的物质-反物质不对称性。特别是，它是相当可行的，并有希望在未来的实验中测试的模型。
2013-02-03 hep-ph
Singlet fermion Dark Matter within Left-Right Model
我们在一个左右对称模型中讨论了单重态费米子暗物质，该模型将重子和轻子数作为单独的规范对称性。我们在$SU(2)_{L,R}$下加入一个简单的狄拉克费米子暗物质单线态，使其具有非零且相等的重子和轻子数，从而保证了电荷中性.这样的暗物质候选者通过额外的$Z_{B,\ell}$规范玻色子与SM粒子相互作用。这可以产生一个几百GeV的暗物质粒子，它与$\sim$ TeV尺度的规范玻色子耦合，给出正确的遗迹密度。因此，这个模型可以容纳TeV尺度的$Z_{B,\ell}$规范玻色子和其他低尺度的BSM粒子，这可以很容易地在LHC探测。
2016-05-31 hep-ph
Dark matter and Higgs boson collider implications of fermions in an abelian-gauged hidden sector
我们把费米子加到一个阿贝尔规范的隐藏扇区里。我们表明，最轻的可以是暗物质与正确的热遗迹丰度，发现即将到来的暗物质探测器。我们还表明，这些费米子改变希格斯玻色子现象在大型强子对撞机（LHC），特别是可以诱导一个大的不可见的宽度最轻的希格斯玻色子状态。在大型强子对撞机的矢量玻色子融合通道中，可以发现这种不可见的衰变希格斯玻色子玻色子，这具有很好的意义。
2009-04-13 hep-ph
Multi-component dark matter with magnetic moments for Fermi-LAT gamma-ray line
我们提出了一个多组分暗物质与磁矩的模型来解释130 GeV的伽玛射线线暗示的费米LAT数据。具体地说，我们考虑了一个U（1）_X暗扇区，其中除了相关的规范场和Higgs场之外，还包含两个矢量类费米子。在SU（3）_c \times SU（2）_L \times SU（2）_R \times U（1）_{B-L}左右对称的普适跷跷板模型中，进一步引入一个超重信使标量，构造了暗费米子与重[SU（2）]单重轻子的Yukawa耦合.一个较重且寿命很长的暗费米子，在单圈能级上，大多数情况下可以衰变为较轻的暗费米子和光子。暗费米子可以充当暗物质粒子，它们从湮灭到暗规范场和希格斯场中受益。在U（1）动力学混合存在的情况下，暗物质费米子可以通过正在进行和即将进行的暗物质直接探测实验来验证。
2013-03-26 hep-ph
Boson-Fermion Atomic Dark Matter
University of Tokyo（东京大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe（卡弗里宇宙物理学与数学研究所）
提出一种由原始不对称性产生、经重组形成暗原子并因振荡而近对称的玻色子-费米子暗物质模型，其暗辐射贡献ΔNeff≈0.05-0.07可被未来CMB观测检验。
2026-10-08 hep-ph
Gravitational Wave-Induced Freeze-In of Fermionic Dark Matter
Swansea University（斯旺西大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Universität Hamburg（汉堡大学）；CERN（欧洲核子研究组织）；Johannes Gutenberg University（约翰内斯·古腾堡大学）
研究通过引力波背景实现费米暗物质冻结，利用in-out方法计算Weyl费米子能量密度，探讨其作为暗物质的可行性。
2026-02-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Freeze-in at Low Reheating and Direct Detection of Fermion Dark Matter
Ferdowsi University of Mashhad（马什哈德 Ferdowsi 大学）；Millennium Institute for Subatomic Physics at the High-Energy Frontier (SAPHIR)（高能前沿亚原子物理千年研究所 (SAPHIR)）
本文研究了低温重加热条件下费米暗物质的冻结-in机制，并通过LZ和DARWIN实验探讨其直接探测约束与预测。
2025-11-26 hep-ph
Vector-fermion dark matter
本文研究了标准模型的一个简单扩展。标准模型仪表组已扩展为额外的$U(1)_X$组。该模型引入了一种新的希格斯粒子以及三种粒子（一种规范玻色子和两种马约拉纳费米子），它们可能是暗物质的候选者。论文还讨论了玻尔兹曼方程的推导过程，包括对假设条件的详细分析。该方程已被用来调查行为的暗物质密度的时间，相对于模型的参数值。
2018-04-26 hep-ph
A warped scalar portal to fermionic dark matter
我们认为，扩展的SM与一个扭曲的额外的维度，连同一个新的$\mathbb{Z}_2$ -奇数标量单线态，提供了一个自然的解释，不仅为层次问题，而且为费米子的大质量和观测到的暗物质遗迹丰度的性质。特别是，新标量粒子的卡鲁扎-克莱因激发，这是通过Yukawa类相互作用自然获得费米子体质量所必需的，可以成为任何费米子传播到额外维度的主体并扮演暗物质角色的主要门户。此外，这种标量激发必然会与希格斯玻色子混合，导致希格斯耦合和分支比的改变，并允许希格斯介导费米子暗物质的共湮灭。我们研究这些影响，并探讨在这些新的重标量介质的存在下，无论是在通常的冻结出的情况下，在冻结出的情况下，发生在早期的物质统治的费米暗物质的可行性。
2021-01-26 hep-ph
Anapole Moment of Majorana Fermions and Implications for Direct Detection of Neutralino Dark Matter
对于马约拉纳费米子的阿那极点矩是唯一允许的电磁多极矩。本文利用箍缩技术计算了由Majorana费米子的Yukawa和规范相互作用在单圈处引起的Anapole矩，以保证结果的有限性和规范不变性。作为马约拉纳费米子的典型例子，我们计算了最轻的中性伴子在最小超对称标准模型，特别是在bino，wino和higgsino限制的anapole时刻。最后，我们简要地讨论了直接检测的暗物质的形式马约拉纳费米子的阿那普尔时刻的影响。
2023-01-23 hep-ph
Three-dimensional correlated-fermion phase separation from analysis of the geometric mean of the individual susceptibilities
在平均场论不适用的情况下，提出了一种准高斯近似方案来研究强关联非平衡费米子热力学。非高斯相关性效应被理解为通过个体相关性的统计几何平均值来捕获。在三维么正费米子基态中，通过{ \em universal}非线性标度变换将物理化学势与单个费米动能联系起来.对于部分极化相位分离到完全极化，计算出的临界极化比为$P_C={[1-(1-ξ)^{6/5}]}/{[1+(1-ξ)^{6/5}]}\doteq 0.34$。$ξ=4/9$定义了对称基态能量密度与理想费米子气体的能量密度之比。
2008-12-17 cond-mat.stat-mech hep-ph nucl-th
Experimental Signatures of Split Fermions in Extra Dimensions
费米子参数的小和层次可以用额外维度的理论来解释，在额外维度中，双重态和单重态位于稍微分开的点上。当能量高到足以探测分离距离时，这种费米子碰撞的散射截面按指数规律消失。这是因为分离对碰撞中可达到的碰撞参量设置了下限。NLC，特别是e^+e^-和e^-e^-模式的组合，可以探测这种情况，即使反费米子分离是几十TeV的数量级。
2000-01-21 hep-ph
Cosmic Coincidence with a new Type of Dark Matter
提出了一种场论，其中规则费米子物质和暗费米子物质是同一“原始”费米子场的不同态。在正常粒子物理学中典型的费米子密度范围内，原始费米子分裂成三个与常规费米子相同的家族。当费米子能量密度变得与暗能量密度相当时，理论允许新类型的状态。通过求解描述均匀标量场和均匀分布的非相对论中微子填充的FRW宇宙的场论方程，证明了这种宇宙低能物理（CLEP）态存在的可能性.处于CLEP态的中微子通过动态改变自身参数而被引入宇宙膨胀。CLEP态的费米子的一个特征是，在时间宇宙的晚期，它们的质量以a^{3/2}的形式增加（a=a（t）是标度因子）。由CLEP态中微子组成的冷暗物质的能量密度是一种暗能量;这种冷暗物质具有负压，对于晚期宇宙，其状态方程接近宇宙学常数。这样的宇宙的总能量密度比没有费米子物质的宇宙要小。（精粹）标量场耦合到暗物质，但它的耦合到常规的费米子物质似乎是非常强烈的抑制。
2004-03-04 astro-ph gr-qc hep-ph
Connecting Dark Matter Annihilation to the Vertex Functions of Standard Model Fermions
我们考虑的情况下，暗物质是一个马约拉纳费米子耦合到标准模型费米子通过交换带电介导粒子。各种暗物质湮灭过程的矩阵元与费米子-光子顶点的单圈修正相关，其中暗物质和带电介质在该圈中运行。特别是，在限制在标准模型费米子螺旋混合被抑制，暗物质湮灭到各种最终状态的横截面与修正的标准模型费米子电荷形状因子。这些修正可以从对撞机截面中以规范不变的方式提取。虽然目前对撞机的测量还不够精确，无法对暗物质湮灭提供有用的限制，但在未来的实验中，如国际直线对撞机，改进的测量可以将这些限制提高几个数量级，使它们超过直接观测所能达到的极限。
2017-07-14 hep-ph
Split Fermions in Extra Dimensions and Exponentially Small Cross-Sections at Future Colliders
我们指出了一个戏剧性的新的实验签名的一类理论与额外的维度，夸克和轻子是本地化在稍微分开的平行“墙”，而规范和希格斯场生活在大部分额外的维度。这种分离禁止了夸克和轻子之间的直接局域耦合，从而为质子衰变问题提供了一个优雅的解决方案。我们表明，散射截面的费米子的碰撞是分开的额外的维指数消失的能量高到足以探测的分离距离。这是因为分离对碰撞中可达到的碰撞参量设置了下限。我们目前的截面两个身体的高能量散射和估计的权力，未来的对撞机可以探测这种情况下，发现灵敏度为10-70 TeV的反费米子分离。
1999-09-16 hep-ph
Non-perturbative production of fermionic dark matter from fast preheating
我们研究了早期宇宙中费米子暗物质的非微扰产生。我们解析地研究了伴随费米子与背景暴胀子场耦合的引力产生机制。后者导致有效费米子质量在预热过程中的变化，并使所得的光谱和丰度对其参数敏感。假设快速预热，完成在小于膨胀哈勃时间和膨胀后的暴胀子场没有振荡，我们发现一个丰富的生产粒子的能量范围从膨胀哈勃率的逆时间的预热。所产生的费米子可以在很宽的参数范围内解释所有观测到的暗物质。作为我们分析的一个应用，我们研究了Palatini Higgs暴胀模型中重Majorana中微子的非微扰产生。
2023-02-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar dark matter coannihilating with a coloured fermion
我们分析了一个简化模型的现象学的一个真正的标量暗物质候选人与夸克通过有色费米子介体相互作用。在共湮灭区，暗物质丰度受有色费米子动力学的控制，而有色费米子的动力学可以受到非微扰效应的显著影响。我们采用非相对论性的有效场论方法，使我们能够系统地处理索末菲效应和束缚态形成的早期宇宙。与暗物质遗迹丰度相适应的参数空间面临着直接、间接和对撞机搜索。参数空间的相当大一部分，暗物质质量高达18 TeV，已经被XENON1 T排除在外。大多数剩余的热遗迹可以通过未来的达尔文式实验来探测，同时适当考虑到直接探测过程的相关耦合的运行。
2019-11-06 hep-ph
Dark Matter, LFV and Neutrino Magnetic Moment in the Radiative Seesaw Model with Triplet Fermion
本文在三重态费米子$Σ$辐射跷跷板模型的框架下进行研究。由于$Z_2$的离散味对称性，$Σ$中最轻的中性成分是稳定的，因此可以成为暗物质的候选者。它的质量可以完全由暗物质遗迹丰度决定，大约为2.594 TeV。该模型还预测了一个暗物质-核散射截面，这将是未来暗物质直接探测搜索的结果。我们进一步研究了由$Σ$与左手轻子二重态的汤川相互作用引起的轻子味违反过程和中微子跃迁磁矩对模型参数空间的约束。
2012-02-28 hep-ph
Magnetic domain walls of relic fermions as Dark Energy
我们证明了如果大爆炸的残余费米子具有磁矩并满足Stoner巡游铁磁性理论的要求，那么它们可以进入铁磁态。这种铁磁性的畴壁可以成功地模拟暗能量在可观测的时期跨越$\sim 10$十亿年。我们得到了这种费米子的反常磁矩及其质量的条件。已知的中微子不能满足这些要求，因此指出了粒子物理学中新的超轻领域的可能性。
2005-11-17 astro-ph cond-mat.str-el 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
Quasi-degenerate dark matter for DAMPE excess and $3.5\,\textrm{keV}$ line
我们提出了一个准简并的暗物质的情况下，同时解释$1.4\,\textrm{TeV}$峰的高能宇宙射线电子-正电子光谱的DAMPE合作报告最近和$3.5\,\textrm{keV}$ X射线线观察星系团和从银河系中心，并证实了钱德拉和NuSTAR卫星。我们考虑一个暗$SU(2)'\times U(1)'$规范对称性，在这个对称性下，暗物质是由两个带非平凡$U(1)'$电荷的$SU(2)'$二重态组成的狄拉克费米子二重态。在单圈水平上，由于暗规范对称性破缺，两个暗费米子分量会发生质量分裂。通过交换一个介体标量二重态，两个准简并暗费米子可以在树水平上湮灭为正负电子对，解释了$1.4\,\textrm{TeV}$正电子异常;而重暗费米子可以在单圈水平上缓慢地衰变为带有一个光子的轻暗费米子，解释了$3.5\,\textrm{keV}$ X射线谱线.我们的暗费米子也可以在直接探测实验中得到验证。
2017-12-04 hep-ph
Gauge Singlet Vector-like Fermion Dark Matter, LHC Diphoton Rate and Direct Detection
本文研究了一个规范单重态类矢量费米子隐扇区暗物质模型，其中暗物质与可见标准模型扇区之间的通信是通过Higgs门标量-Higgs混合，也通过一个隐扇区标量与两个胶子以及由一个矢量类夸克诱导的两个超荷规范玻色子的环级耦合.我们发现，希格斯门的可能性是严格限制到最近的大型强子对撞机的双希格斯搜索限制小，环诱导的耦合是很重要的，包括。在模型参数空间中，我们给出了暗物质的残余密度，暗物质-核子直接探测散射截面，胶子-胶子熔合产生的LHC双光子率，以及微扰么正性产生的费米子-标量耦合的理论上界。
2017-12-15 hep-ph
