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 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
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
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
Phenomenology of Light Fermionic Asymmetric Dark Matter
非对称暗物质（ADM）是一种很有吸引力的可能性，它试图解释宇宙中重子与暗物质丰度之比。玻色子ADM受到旧中子星存在的限制，而费米子ADM需要额外的轻粒子才能在早期宇宙中湮灭其对称分量。我们重新审视了包含轻标量态的最小GeV尺度费米ADM模型的现象学。从宇宙学，暗物质直接探测，味物理和对撞机搜索目前对这种情况的限制进行了详细的研究。我们估计未来达到的模型参数空间从下一代暗物质直接探测实验，希格斯玻色子的性质测量和寻找轻标量在大型强子对撞机，以及希格斯不可见的分支比在拟议的ILC的测定。
2013-10-07 hep-ph
Direct detection of fermionic and vector dark matter with polarised targets
我们研究了银河系暗物质（DM）粒子的散射自旋极化的目标核内的一组简化模型的费米子和矢量DM，DM与自旋1/2点样核通过交换的矢量或伪矢量介质粒子。这项研究的动机是使用极化的目标，以获得新的见解DM的性质的可能性。对于费米子DM，我们提供了一个明确的表达式的极化DM-核散射截面细化以前的结果发现在文献中。对于矢量DM，我们首次计算了DM-核散射的极化截面。我们发现，极化目标原则上可以用来区分费米子矢量DM。
2021-06-10 hep-ph
More stringent constraints on the unitarised fermionic dark matter Higgs portal
我们重新审视希格斯门费米暗物质的最简单的模型。这种情况下的暗物质是在早期宇宙中由于与希格斯玻色子的相互作用而热产生的，这是由不可重正化的5维算子描述的。暗物质-希格斯散射振幅随着$\propto \sqrt{s}$的增长而增长，这表明在足够大的能量下（与5维算符的质量尺度$Λ$相比）希格斯-暗物质相互作用的有效描述被打破。因此，为了可靠地计算希格斯-暗物质散射截面，我们采用的K-矩阵归一化程序。为了解释所需的暗物质丰度，幺正化理论需要的$Λ$比非幺正化理论要小得多，特别是对于希格斯共振附近和以下的暗物质质量，即$m_χ\lesssim 65$ GeV和$m_χ\gtrsim $几TeV。因此，我们发现纯标量CP守恒模型是完全排除了目前的直接暗物质检测实验。
2018-12-28 hep-ph
Catalysis of Electroweak Baryogenesis via Fermionic Higgs Portal Dark Matter
我们利用类矢量费米子增广的双Higgs偶态模型研究了费米子Higgs门暗物质对电弱重子生成的催化作用。最轻的中性费米子质量本征态提供了一个可行的暗物质候选者在稳定对称性Z_2或规范U（1）_D对称性的存在。在最低维的希格斯门暗物质相互作用中允许一个非零的CP破坏相，允许产生所观察到的暗物质遗迹密度，同时避开直接检测边界。同一相位提供了一个电弱重子发生的来源。我们表明，它是可能的，以获得观测到的可见光和暗物质的丰度，同时满足目前的电偶极矩（EDM）搜索和直接检测实验的界限。将目前的电子（中子）EDM灵敏度提高一（两）个数量级将提供对这种情况的决定性测试。
2015-02-27 hep-ph
Searching for Vector-Like Quarks in a Fermionic Dark Matter Model with Pseudoscalar: A Resonance Case
我们提出了一个具有赝标介体和N代矢量夸克的费米子暗物质的极小模型。我们计算了残余密度，得到了对上述夸克生成的新约束。关于现象学方面，我们通过直接和间接的方法来探讨呈现模式。最后，作为一个说明性的例子，我们评估共振的情况下，已（将）的主要实验，旨在检测新粒子的主题。进行这种分析的结果在矢量夸克的耦合强度的显着约束。
2018-04-09 hep-ph
Collider signatures of fermionic scotogenic dark matter
本文研究改进型单态-三重态 scotogenic 模型中费米子 WIMP 暗物质的现象学，指出 LHC/LHC-HL 对 LSP 的对撞机搜索与轻子味破坏及暗物质探测高度互补。
2025-09-01 hep-ph
Exploring triplet-quadruplet fermionic dark matter at the LHC and future colliders
我们研究了三重态-四重态暗物质模型在LHC和未来对撞机上的特征，包括100 TeV超级质子-质子对撞机和240 GeV环形电子正电子对撞机。该模型中的暗区包含一个费米子电弱三重态和两个费米子四重态，它们与Higgs二重态有两种Yukawa耦合。研究了LHC和超级质子-质子对撞机上$\text{monojet}+/\!\!\!\!E_\mathrm{T}$、消失径迹和$\text{multilepton}+/\!\!\!\!E_\mathrm{T}$通道中暗扇区费米子的电弱产生信号。此外，我们还研究了该模型对$e^+e^-\to Zh$和$h\toγγ$在环形正负电子对撞机上精确测量的环路效应。我们发现，观测到的暗物质遗迹密度所允许的大部分参数区域将在未来的对撞机上通过这种直接和间接的搜索得到很好的探索。
2018-03-01 hep-ph
Fermionic Semi-Annihilating Dark Matter
半湮灭是对称性大于Z2的暗物质理论的一般特征。我们研究了两个多分量暗扇区的例子，除了标量单态外，还包含SU（2）L单态或三态费米子。它们分别是最小费米子半零化模型和规范荷电费米子的最小情形。我们研究了相关的暗物质现象学，包括半湮灭和索末菲效应的相互作用。我们证明了单重态模型中的半湮灭可以解释来自星系中心的伽马射线过剩。对于三重模型，我们扫描的参数空间，并探讨信号和约束是如何修改的半湮灭。我们发现，该模型包括所有观察到的暗物质的整个区域是目前和计划中的直接和间接搜索。
2016-01-13 hep-ph
Impact of Fermionic Electroweak Multiplet Dark Matter on Vacuum Stability with One-loop Matching
利用双圈重整化群方程和单圈匹配条件研究了费米子电弱多重态暗物质模型对电弱真空稳定性的影响。与单循环RGE和树级匹配条件相比，这样的处理对于获得可靠的结论至关重要。此外，我们发现，到普朗克尺度的微扰性的要求将给强大的和几乎质量无关的约束汤川耦合在黑暗的部门。我们还评估这些模型通过希格斯质量微调问题的有限自然的想法。
2019-03-19 hep-ph
Double type-II Dirac seesaw accompanied by Dirac fermionic dark matter
一个TeV尺度的Higgs二重态与标准模型Higgs二重态有一个小的混合，可以与几个右手中微子和标准模型轻子二重态有相当大的Yukawa耦合。这提供了一个可测试的狄拉克中微子质量产生。我们进一步考虑了一个包含$U(1)_{B-L}^{}$规范对称性的跷跷板机制，它预言了两个右手中微子和一个稳定的狄拉克费米子暗物质的存在，同时解释了两个希格斯二重态之间的小混合和宇宙重子不对称性的产生.
2019-07-25 hep-ph
A fermionic portal to a non-abelian dark sector
我们介绍了一类新的可重正化模型，由一个黑暗的$SU(2)_D$规范部门连接到标准模型（SM）通过矢量（VL）费米子介质，不需要希格斯门，其中一个巨大的矢量玻色子是暗物质（DM）的候选人。这些模型被标记为费米子门户矢量暗物质（FPVDM）。多种实现是可能的，这取决于VL伙伴和标量势的性质。详细讨论了一个例子。FPVDM模型在对撞机和非对撞机实验中有大量的应用，这取决于介质部门。
2022-03-09 hep-ph
Light Fermionic Dark Matter and its Possible Detection in Neutrino Experiments
我们探讨了在中微子探测器中直接探测轻费米子暗物质的可能性。我们以模型独立的方式考虑了过程$\bar{f} p \to e^+ n$的可能观察，其中$\bar{f} p \to e^+ n$是一种暗物质费米子。所有运营商的6维或更低，可以有助于这个过程中列出，我们把这些运营商的约束条件，从衰变的$f$，其中包含$γ$射线或电子。一个运营商被发现，这是足够弱的约束，它可以在中微子探测器中观察到的相互作用。我们发现Super-Kamiokande可以探测到这个算子的新物理标度，直到$O(100{TeV})$。
2009-10-27 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
Analysis of Direct and Indirect Detection of Fermionic Dark Matter of 6-Dimensional Effective Field Theory
本研究针对六维有效场论框架下的费米子暗物质，结合直接与间接探测实验约束构建数值工具，验证方法有效性并为对撞机暗物质产生研究提供参数参考。
2023-05-03 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
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
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
Absorption of Fermionic Dark Matter via the Scalar Portal
本研究构建了费米子暗物质吸收特征对应的标量有效算符的首个紫外完备模型，计算了模型约束与可行参数空间，验证了暗区退耦可得到正确遗迹丰度，但发现该最简模型中对应正确遗迹丰度的参数空间内吸收信号被高度抑制。
2024-05-15 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
ATIC/PAMELA anomaly from fermionic decaying Dark Matter
我们证明了一个经济的双Higgs二重态模型可以用暗物质（DM）费米子的三体衰变来解释最近ATIC和PAMELA实验中的电子和正电子过剩现象，而不需要对耦合和质量简并进行微调.我们还表明，衰变DM粒子的质量和寿命可能不会分别固定在1 TeV和10^{26}秒左右。此外，我们注意到，这个模型包括一个稳定的暗物质候选人以及。
2009-04-10 hep-ph
Freeze-in production of Fermionic Dark Matter with Pseudo-scalar and Phenomenological Aspects
本文研究了赝标量作为暗扇区和标准模型（SM）之间的中介体的费米子暗物质的冻结产生。虽然费米子DM是非热的，我们将解释两种情况下，赝标量粒子的生产是热或非热。我们将提出详细的讨论，以获得产量和遗物密度，并说明这些值的不同范围的模型参数。我们将研究来自LHC中不可见的希格斯衰变对参数空间的约束。对于赝标量玻色子可以扮演DM的角色的SM Higgs场与赝标量场之间的耦合非常小和零混合的情况，我们将用自相互作用DM的情况来证明最近的星系合并观测。我们将表明，在这种情况下，DM湮灭的影响，将提供一个更好的拟合AMS-02数据的正电子通量。
2016-06-19 hep-ph
Exploring Fermionic Multiplet Dark Matter through Precision Measurements at the CEPC
由于环形正负电子对撞机的高亮度和干净的碰撞环境，通过精确的测量，可以通过环效应探索新的物理。在这项工作中，我们专注于两个暗物质模型，涉及额外的电弱费米子多重态。我们计算了它们对$e^+e^- \to μ^+μ^-, ~Zh, ~ZZ, ~W^+W^-$和$Zγ$五个过程的单圈修正，并利用投影灵敏度研究了CEPC的相应特征。我们发现，这些过程的可检测参数区域是互补的。综合分析表明，在95%的置信水平下，这两个模型中的暗物质$m_{χ^0_1}$的质量可分别探测到$ \sim 150~\mathrm{GeV}$和$\sim 450$ GeV.
2021-12-05 hep-ph
Implications of Fermionic Dark Matter on recent neutrino oscillation data
我们在暗生模型的背景下研究了味道现象学和暗物质。在这个模型中，中微子质量是通过单圈辐射修正产生的。考虑到中微子混合矩阵为三-双极大形式，并加上扰动以适应最近观测到的反应堆混合角$θ_{13}$的非零值，我们得到了各种中微子振荡参数与模型参数之间的关系。在简并重中微子质量谱中，我们得到了轻中微子质量服从正常等级，并研究了考虑共湮灭效应的费米子暗物质候选者的剩余丰度。由此得到了一个可行的参数空间，与中微子振荡数据、残余丰度和各种轻子味违反衰变如$\ell_α\to\ell_βγ$和$\ell_α\to 3 \, \ell_β$相一致。
2016-12-26 hep-ph
Higgs portal, fermionic dark matter, and a Standard Model like Higgs at 125 GeV
我们表明，费米子暗物质（DM）的通信与标准模型（SM）通过希格斯门是一个可行的方案，即使一个SM样希格斯被发现在125 GeV左右。使用有效场论，我们表明，DM的质量范围从约60 GeV至2 TeV的希格斯门需要违反奇偶校验，以符合直接检测搜索。对于宇称守恒的相互作用，我们确定了两个不同的选择，仍然可行：一个共振希格斯门户，和间接希格斯门户。我们用一个简单的可重正化的玩具模型来说明这两种可能性。
2012-07-09 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
Semi-Annihilation of Fermionic Dark Matter
在各种直接和间接的探测实验中，仍然没有观测到暗物质湮灭产生的事件，这就对确定弱相互作用大质量粒子遗迹密度的机制提出了质疑。然而，如果遗迹密度主要由半湮灭过程决定，而不是通常的湮灭，这种紧张局势可以得到改善。在这里，我们研究了一个Z3对称有效场论，其中包含一个半湮灭为右手中微子（RHN）的费米子暗物质。RHN的动力学及其后期衰变的影响也被仔细检查，同时获得正确的DM遗物。最后，半湮灭截面上的间接探测界限是从矮椭球星系（费米-LAT）方向的伽马射线观测中得出的，包括H.E.S.S.和CTA探测器
2022-06-12 hep-ph
Light Fermionic WIMP Dark Matter with Light Scalar Mediator
研究了轻费米子弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质的最小可重整模型，其中WIMP与标准模型粒子之间需要标量介体的相互作用.我们进行了全面的可能性分析的模型，涉及最新的，但强大的约束，这些将在不久的将来获得。此外，我们特别注意适当考虑运动学平衡条件。结果表明，近期的实验和观测，如低质量直接暗物质探测，味实验和CMB观测发挥重要作用，以检验模型。尽管如此，一个广泛的参数区域将仍然存在，即使没有WIMP和介质信号被检测到那里。我们还表明，精确的希格斯玻色子测量在未来的轻子对撞机将显着测试这剩余的区域。
2019-07-09 hep-ph
Exploring Fermionic Dark Matter via Higgs Boson Precision Measurements at the Circular Electron Positron Collider
本文研究了费米子暗物质（DM）对圆形正负电子对撞机（CEPC）投射Higgs粒子精确测量的影响，包括单圈效应对$e^+e^-\to Zh$截面和希格斯玻色子双光子衰变的影响，以及树能级效应对希格斯玻色子不可见衰变的影响。作为启发性的例子，我们讨论了两个UV完全DM模型，其暗区包含电弱多重态，通过汤川耦合与希格斯玻色子玻色子相互作用。CEPC的灵敏度，这些模型和当前的限制DM检测和对撞机实验进行了研究。我们发现，存在一些参数区域，在CEPC的希格斯测量将是互补的，目前DM搜索。
2018-03-07 hep-ph
A model for fermionic dark matter addressing both the CDF $\mathbf{M_W}$ and the $\mathbf{(g-2)_μ}$ anomalies
我们探索一个简单的和可重正化的模型，其中包括一个新的稳定的费米子，占宇宙中的暗物质，并在同一时间，提供了一个解释的两个最近的测量偏离标准模型中的预期：μ子异常磁矩和质量的W玻色子最近进行的CDF合作。该模型有一个费米子部门，涉及一个单线态和一个双线态场，其中最轻的状态是DM，主要通过希格斯门相互作用。这种可能性的两种实现被认为是：一个在希格斯部门是最小的，另一个在其中它被扩展到包含两个双重字段。
2023-01-16 hep-ph
Mono-Higgs signature in fermionic dark matter model
在光的希格斯玻色子的发现，我们探讨单希格斯签名与暗物质对生产在LHC在一个重正化模型与费米子暗物质候选人。对于两个通道的$γγ+\text{MET}$和$b \bar b+\text{MET}$在最终状态下，我们模拟SM背景和信号事件在$\sqrt{s} = 14$ TeV。然后，我们估计LHC的灵敏度为两个积分亮度${\cal L} = 300~\text{fb}^{-1}$和${\cal L} = 3~ \text{ab}^{-1}$的各种基准点。考虑到单Higgs签名、观测到的暗物质遗迹密度、Higgs物理、微扰性要求和电弱测量的限制，我们约束了暗物质-SM相互作用的Yukawa耦合。关于单希格斯粒子搜索，事实证明，具有最大分支比的通道，$b \bar b$通道，提供了更好的灵敏度。在模型的参数空间中存在与上述所有边界相容的区域，这些区域可以在未来的LHC研究中达到。
2017-08-12 hep-ph
Phenomenology of doublet-triplet fermionic dark matter in nonstandard cosmology and multicomponent dark sectors
在保管极限方案中考虑了暗物质候选者为纯二重态且处于电弱标度时的二重态-三重态费米子模型。这个计划，尽管是一个有吸引力的和有前途的DM模型，受到严重制约的DM遗物密度约束和希格斯双光子衰变率的LHC测量之间的相互作用。在这项工作中，DM遗迹密度被认为是产生于一个非标准的宇宙学方案或作为一个更大的部门，包括其他DM粒子的一部分，这是为了饱和所观察到的遗迹丰度。对于这些情况下，我们调查的新部门在不同的对撞机可观的影响，并研究来自直接检测和间接检测的伽玛射线在扩散和线状光谱的约束。因此，我们发现，在非标准宇宙学的情况下，大多数实验施加，到一定程度上，限制，虽然参数空间的大部分仍然是可行的。对于多组分的情况下，只有直接检测施加约束。
2018-11-08 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
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
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 Dark Matter in a simple $t$-channel model
在一个简单的$t$通道模型中，考虑了可重整化标准模型规范相互作用中的费米暗物质粒子。DM粒子与SM费米子的相互作用是通过携带颜色或轻子数的标量和矢量介质的交换。在本研究中考虑的有色介质的情况下，我们发现，如果DM是热产生的，并占所观察到的遗物密度几乎整个参数空间被排除的直接检测观测。在这种情况下，在大型强子对撞机上进行的单喷流加缺失能量搜索的边界不那么严格。相比之下，马约拉纳DM的情况下，我们得到强的边界从单喷搜索排除DM粒子的质量小于约几百GeV的标量和矢量介质。
2016-11-02 hep-ph
Light Hidden Fermionic Dark Matter in Neutrino Experiments
我们认为，在一个模型无关的框架，通过相互作用$\bar{f} p \to e^+ n$，其中$f$是一个暗费米子在中微子探测器中观察暗物质的潜力。运营商的维度6或更少的考虑，和约束被放置在他们的系数使用的暗物质的寿命和它的衰变状态，其中包括$γ$射线或$e^+e^-$对。在这些约束条件下，仍然有一个运营商，可能有助于$\bar{f} p \to e^+ n$在中微子探测器在可观测的水平。然后，我们考虑从Super-Kamiokande遗迹超新星中微子搜索的结果，发现Super-K可以探测这种相互作用的新的物理尺度高达$O(100\mbox{ TeV})$。
2009-10-16 hep-ph
The LHC upper bounds for $pp \to \text{diboson}$, $t\bar t$ cross section on fermionic dark matter
2016年8月的ATLAS报告提供了$pp\to$双玻色子和$t\bar t$截面的上限。我们考虑赝标介导的费米子暗物质以及与赝标相互作用的胶子和光子有效算符。选取共振质量为$m_ρ=200, 750$ GeV和$2$ TeV，除了残余密度和不可见的Higgs衰变约束外，我们还用diboson和$t\bar t$截面上界来约束参数空间。最后，我们提供了一些基准一致的所有约束。利用赝标介体，对DM-核子截面进行速度抑制，使模型能轻易地避开未来的直接探测实验（如XENON 1 T）的限制。
2017-07-29 hep-ph
Secluded singlet fermionic dark matter driven by the Fermi gamma-ray excess
我们研究的可能性，暗物质（DM）的解释的GeV规模的费米伽马射线过剩在银河系中心可以实现在一个特定的框架-孤立的单态费米暗物质模型与小混合之间的黑暗和标准模型部门。在这个框架内，它表明，DM湮灭到底夸克对，希格斯对，和新的标量对可以得到很好的拟合费米伽玛射线数据。此外，还考虑了PAMELA和AMS-02的反质子比、Fermi-LAT的矮球状星系γ射线辐射和LHC的Higgs测量的不可避免的约束。然后，我们发现我们的最佳拟合参数的费米伽马射线过剩，而不冲突的其他实验和宇宙学的限制，如果考虑到银河系DM密度分布的不确定性。成功幸存的参数是未来研究对撞机信号的基准点。
2016-06-27 hep-ph
Inverse Seesaw Mechanism and Axion Portal Fermionic Dark Matter
提出一种结合逆跷跷板机制与轴子门户费米子暗物质的标准模型最小扩展，可在低能标下解释中微子质量并满足暗物质、中微子振荡及缪子 $g-2$ 约束。
2025-06-09 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
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
The Fermionic Dark Matter Higgs Portal: an effective field theory approach
我们考虑费米子（狄拉克或马约拉纳）冷热遗迹暗物质耦合到标准模型粒子通过有效的维度-5希格斯门户运营商$Λ^{-1} \ \mathcal{O}_{\text{DM}} \cdot H^\dagger H$，其中$\mathcal{O}_{\text{DM}}$是标量$\barχχ$和赝标量$\barχiγ_5 χ$ DM运营商的混合物。利用遗迹丰度的要求，以固定的耦合，我们考虑直接检测和不可见的希格斯宽度的限制，并绘制出剩余的允许的参数空间的暗物质质量和标量和赝标量耦合的混合物。我们强调了一个微妙的EFT方法的背景下，以前没有被仔细研究，其中由于电弱对称性破缺所产生的影响可能会导致一个天真的纯赝标量耦合诱导标量耦合在更高的顺序，这有重要的意义，直接检测界限。我们提供了一些意见，间接检测界限和碰撞搜索。
2014-08-23 hep-ph
Fermionic partner of Quintessence field as candidate for dark matter
Quintessence是暗能量的可能候选者。在本文中，我们研究的费米子合作伙伴的Quintessino的现象。我们的研究结果表明，对于适当的模型参数的选择，Quintessino是一个很好的候选人冷或暖暗物质。在我们的方案中，宇宙的暗能量和暗物质在一个手征超场中连接。
2004-04-22 astro-ph hep-ph
Possible explanation of indirect gamma ray signatures from hidden sector fermionic dark matter
我们提出在粒子物理学的标准模型（SM）之外存在一个隐藏的或暗的扇区，它的成员（包括费米子和玻色子）服从局域SU（2）$_{\rm H}$规范对称性，同时在SM规范群下表现得像单线态。然而，暗扇区的费米场还具有另一种整体U（1）$_{\rm H}$对称性，这种对称性保持不变。暗扇区的局域SU（2）$_{\rm H}$不变性在该扇区中的标量场获得真空期望值（VEV）时自发地被打破，从而对SU（2）$_{\rm H}$下带电的暗规范玻色子和暗费米子产生质量。在这个黑暗的SU（2）$_{\rm H}$扇区中最轻的费米子可能是一个潜在的暗物质候选者。我们首先研究的可行性模型和约束模型参数空间的理论约束，如真空稳定性和实验约束，如普朗克限制遗物密度，大型强子对撞机的数据，限制自旋无关散射截面从暗物质直接搜索实验等，然后我们调查的伽马射线对湮灭的建议暗物质候选人在银河系中心区域。我们还扩展了我们的计算伽玛射线通量的矮星系的情况下，并比较这些天体物理站点的伽玛射线的签名。
2016-07-09 hep-ph
Minimal inverse seesaw accompanied by Dirac fermionic dark matter
利用$U(1)_{B-L}$的规范对称性，我们提出了一种最小逆跷跷板机制.为了消除规范反常，我们引入了7个中性费米子，其中4个参与反跷跷板，诱导出两个非零中微子质量本征值，两个形成稳定的狄拉克费米子，成为暗物质，而最后一个保持无质量，但早期衰变.在这个反跷跷板中，两个中性费米子是通常的右手中微子，而另外两个有一个小的马约拉纳质量项。产生这些小马约拉纳质量的另一个跷跷板机制也解释了与sphaleron过程相关的宇宙重子不对称。
2019-07-25 hep-ph
Direct Detection Signals from Absorption of Fermionic Dark Matter
我们提出了一类新的直接探测信号：费米暗物质的吸收。我们列举了运营商通过六维导致费米吸收，研究其直接检测的前景，并总结其抑制规模的额外限制。这种暗物质本质上是不稳定的，因为没有对称性可以阻止暗物质衰变。然而，我们表明，费米子暗物质吸收可以观察到在直接检测和中微子实验，同时确保所观察到的暗物质丰度和所需的寿命的一致性。对于质量远低于GeV的暗物质，在当前和未来的实验中专门搜索这些信号可以探测未探索的参数空间的数量级。
2020-05-09 hep-ex hep-ph
Fermionic dark matter and neutrino masses in a $\mathcal{B-L}$ model
在这项工作中，我们提出了一个共同的框架中微子质量和暗物质。具体来说，我们的工作与本地$\mathcal{B-L}$扩展的标准模型，其中有三个右手中微子，$n_{R_{i}}$，和一些额外的标量，$Φ$，$ϕ_{i}$除了标准模型领域。$n_{R_{i}}$具有非标准的$\mathcal{B-L}$量子数，因此它们耦合到不同的标量。这个模型具有吸引人的性质，几乎自动$Z_2$对称性只作用于一个费米子场，$n_{R3}$，是目前。利用这种$Z_2$对称性，我们研究了中微子质量产生通过一个自然的跷跷板机制在低能量和$n_{R3}$的可能性是一个DM候选人。为了最后一个目的，我们研究了它的遗迹丰度及其与当前直接探测实验的兼容性。
2015-05-14 hep-ph
Global fits of simplified models for dark matter with GAMBIT I. Scalar and fermionic models with s-channel vector mediators
本文利用GAMBIT对通过s通道矢量媒介子与夸克耦合的标量和费米子暗物质简化模型进行全局拟合，发现LHC单喷注超出和遗迹密度限制偏好暗物质质量约为媒介子一半的共振区域，并揭示了矢量与轴矢量耦合带来的竞争性约束。
2023-08-08 hep-ph
Fermionic and scalar dark matter with hidden $\mathrm{U}(1)$ gauge interaction and kinetic mixing
我们在一个隐藏的$\mathrm{U}(1)_\mathrm{X}$规范场的框架下研究了狄拉克费米子和复标量暗物质，其中$\mathrm{U}(1)_\mathrm{X}$和$\mathrm{U}(1)_\mathrm{Y}$规范场之间存在动力学混合。由于隐藏的希格斯场，$\mathrm{U}(1)_\mathrm{X}$规范对称性自发破缺。动力学混合提供了暗物质和标准模型粒子之间的入口。此外，在复标量情况下，可以实现额外的希格斯门。暗物质与核子的相互作用是典型的同位旋破坏，直接检测的限制可以解除。虽然动力学混合已严格限制电弱斜参数，我们发现，有几个可用的参数区域预测所观察到的遗迹丰度通过热生产机制。此外，在目前的直接和间接检测实验中，这些区域还没有被完全探索。未来的直接探测实验和在希格斯工厂寻找看不见的希格斯衰变可以进一步研究这些区域。
2020-05-27 hep-ph
Exploring Fermionic Dark Matter in the Presence of Scalar Leptoquarks
本研究通过引入标量轻子夸克扩展类矢量轻子暗物质模型，将暗物质分裂为非简并赝狄拉克态以规避直接探测约束，同时扩大了满足正确遗迹密度的模型参数空间。
2025-09-02 hep-ph
