Gamma-Rays and Gravitational Waves from Inelastic Higgs Portal Dark Matter
University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本文研究了一种简单且可预测的暗物质场景，涉及一个复标量场ϕ通过希格斯门耦合，没有额外的场内容。在紫外尺度，该场具有全局U(1)对称性，该对称性通过质量项和希格斯门相互作用被打破。在质量基中，复场分裂为一对实标量，具有微小的质量分裂（类似于伪狄拉克费米子），使得希格斯门在这些本征态上同时获得对角和非对角项。在参数空间中，非对角相互作用占主导地位时，该场景可以避免直接探测约束。此外，该模型为长期存在的银河中心伽马射线过剩提供了一个可行的解释。此外，该模型影响希格斯势，可能促进早期宇宙中的强第一阶弱相互作用相变，从而产生随机引力波背景，可能被未来的空间探测器探测到。
2026-06-03 astro-ph.CO hep-ph
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
Searching for lepton portal dark matter with colliders and gravitational waves
研究了轻子门暗物质（DM）模型，其中残余丰度由Majorana费米子DM候选体$χ$、单重态带电标量介体$S^\pm$和标准模型（SM）右手轻子之间的门耦合决定.直接和间接搜索对该模型不敏感。本文研究了轻子门耦合和标量门耦合（在$S^\pm$和SM希格斯玻色子之间），因为后者在拉格朗日量中通常是允许的。标量门耦合的加入不仅显著增强了LHC通过$gg\to h^*\to S^+S^-$过程的作用范围，而且还提供了一些新的信号通道，例如希格斯玻色子的奇异衰变和耦合偏差，为探索该模型提供了新的机会。此外，我们还研究了在未来的轻子对撞机上$S^+S^-$的Drell-Yan产生，发现其中一个$S^\pm$离壳的情况可以用来直接测量轻子门耦合。特别是，我们感兴趣的可能性，标量位触发一阶相变，从而提供了随机的引力波（GW）信号。在这种情况下，地面对撞机实验和天基GW探测器可作为探测模型的补充方法。
2021-06-12 hep-ph
Gravitational waves from a curvature-induced phase transition of a Higgs-portal dark matter sector
本研究探讨非最小耦合暗标量场经曲率诱导的一阶相变产生引力波的机制，结合暴胀到kination阶段的动力学时空与多种约束，发现引力波振幅经增强后可约束参数空间，部分参数组合有望被未来实验探测。
2024-07-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Higgs portal dark matter in the minimal gauged $U(1)_{B-L}$ model
在最小规范$U(1)_{B-L}$模型的背景下，通过引入一个额外的宇称来保证暗物质粒子的稳定性，提出了一个右手中微子暗物质的方案.这种右手中微子的湮灭主要通过s通道希格斯玻色子交换发生，因此该模型可称为Higgs门暗物质模型。我们证明了右手中微子暗物质在Higgs共振的帮助下的热遗迹丰度可以与观测到的暗物质丰度相匹配。此外，我们还估计了与核子的碰撞截面，并表明下一代直接暗物质搜索实验可以探索这个模型。
2010-02-13 hep-ph
Minimally Extended Left-Right Symmetric Model for Dark Matter with U(1) Portal
在中微子质量的左右对称模型的基础上，提出了一个包含矢量单态费米子暗物质（DM）的最小扩展模型，DM通过U（1）门与可见扇区相连.我们讨论了这个模型中的对称性破缺，并计算了TeV尺度下超重中性规范玻色子的质量和混合。额外的规范玻色子既可以衰变为标准模型粒子，也可以衰变为暗物质。我们计算了单重态费米子暗物质的残余密度及其直接探测截面，并利用这些约束条件得到了新规范耦合和暗物质质量的允许参数范围。
2018-11-03 hep-ph
Z_2-Singlino Dark Matter in a Portal-Like Extension of the Minimal Supersymmetric Standard Model
我们提出了一个Z_2稳定的单斜晶系（\bar χ）作为超对称标准模型的扩展和R宇称违反版本中的暗物质候选者。\bar χ通过一个重信使场S与可见物质相互作用，这导致了希格斯门相互作用的超对称版本。如果信使质量满足M_S \lsim 10^{4} GeV，那么\bar χ的残余丰度可以解释冷暗物质。我们的模型可以实现在许多现实的超对称模型，如NMSSM和nMSSM。
2008-05-14 astro-ph hep-ph
Beyond freeze-in: Dark Matter via inverse phase transition and gravitational wave signal
我们提出了一个新的方案，暗物质的生产自然与引力波的产生。暗物质被模拟为一个真实的标量，它通过一个耦合到另一个标量场的入口与热的原始等离子体相互作用。对于耦合的特定符号，该系统表现出逆二阶相变。后者导致了大量的暗物质产生，即使门户相互作用是如此之弱，冻结机制是低效的。该模型预测畴壁的形成在宇宙中，很长一段时间之前的逆相变。这些畴壁具有随时间减小的张力，并且在逆相变时完全消失，从而避免了过度封闭宇宙的问题。畴壁网络发出的引力波具有暗物质的特征。特别地，引力波的峰值频率由入口耦合常数决定，并且落在当前计划的引力波探测器的可观测范围内。
2022-03-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Aspects of Gravitational Portals and Freeze-in during Reheating
本文系统研究再加热期间引力门户和暴胀子衰变对暗物质冻结注入的影响，发现引力产生的辐射浴可超越传统衰变浴并解释遗迹密度，且给出BSM尺度约束。
2024-12-17 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Positivity Bounds on Higgs-Portal Dark Matter
Department of Physics, Ibaraki University（茨城大学物理系）
研究通过正散射过程ϕϕ→ϕϕ推导Higgs-portal暗物质模型的引力正性界，发现暗物质质量低于Higgs玻色子质量时，新物理必须在10^10 GeV以下出现，且通过冻结机制可重现暗物质 relic abundance。
2026-04-13 hep-ph
Singlet portal extensions of the standard seesaw models to dark sector with local dark symmetry: An alternative to the new minimal standard model
假设暗物质是绝对稳定的，由于不间断的暗规范对称性和单重算符的门户，暗部门，我们提出了一个简单的扩展的标准跷跷板模型，可以容纳所有的宇宙学观测，以及目前可用的地面实验，包括leptogenesis，额外的黑暗辐射的$\sim 0.08$（导致$N_{\rm eff} = 3.130$中微子种类的有效数目）、希格斯暴胀、小尺度和大尺度结构形成以及标量DM（$X$）的当前遗迹密度。希格斯信号强度等于一个完整的$U(1)_X$的情况下与标量暗物质的SM，但它可能小于一个独立的衰变通道，如果暗物质是一个黑暗的扇区费米子或如果$U(1)_X$是自发破缺，因为一个新的中性标量玻色子在模型中的混合。
2013-10-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Higgs Portal to Visible Supersymmetry Breaking
我们提出了一个超对称扩展的标准模型，其希格斯部门诱导自发超对称破缺本身。与最小扩张不同的是，当前的希格斯质量束缚甚至可以在树级上被规避，而不需要由于通常的隐藏扇区而导致的软断裂项的帮助，这让人想起了下一个最小的情况。除了额外的希格斯粒子外，在我们的可见光区还有一个可能很轻的伪戈德斯坦诺，这两个粒子都来自超对称破缺动力学。在这样一个可见的超对称破缺的设置中，我们可能会在未来的实验中相当直接地看到超对称破缺动力学的一部分。
2011-02-28 hep-ph hep-th
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
Dark Matter Phenomenology: Sterile Neutrino Portal and Gravitational Portal in Extra-Dimensions
基本相互作用标准模型（SM）是物理学中最精确的理论之一。例如，在SM的预言中，我们发现了电子的反常磁矩$a_e = 0.001159652181643(764)$。这一预测与实验结果的一致性超过了10位有效数字，是物理学物理学史上最准确的预测。然而，现在我们有几个证据表明，SM只能解释宇宙物质含量的$5 \%$。另一个$95 \%$是由所谓的暗能量和暗物质组成的。正如它们的名字所暗示的那样，宇宙能量/物质含量的这两个组成部分的性质仍然不清楚，这对粒子物理学家来说是最重要的挑战之一。在这篇论文中，我们集中研究了宇宙中这些神秘成分之一的现象学，即暗物质。虽然我们有许多证据证明它的存在，但这种新型物质尚未被发现。因此，能够解释暗物质特性的模型前景是巨大的。在目前的工作中，我们提出并研究了几个暗物质模型，并通过使用实验结果设置限制。
2021-04-27 astro-ph.HE hep-ph
Superheavy dark matter through Higgs portal operators
WIMPzilla假说认为暗物质是一种超弱相互作用的超重粒子。传统上，WIMPzilla丰度由暴胀期间或结束时的引力粒子产生决定。在这项研究中，我们允许WIMPzilla通过希格斯门直接与标准模型场相互作用，并且我们计算了等离子体中希格斯玻色子对湮灭产生的WIMPzilla暗物质的热产生（冻结）。两个粒子物理模型参数是WIMPzilla质量和Higgs-WIMPzilla耦合。这两个宇宙学参数是再加热温度和膨胀结束时宇宙的膨胀率。我们划定的区域的参数空间，无论是重力或热生产占主导地位，在这些地区内，我们确定的参数，预测所观察到的暗物质遗迹丰度。允许热产生打开了参数空间，即使是普朗克抑制的希格斯-WIMPzilla相互作用。
2019-07-29 astro-ph.CO hep-ph
Minimal flavor violation in the see-saw portal
我们考虑一个标准模型的扩展与两个单轻子，质量在电弱范围内，诱导中微子质量通过跷跷板机制，加上一个通用的新的物理部门在更高的尺度，$Λ$。我们应用最小味违反（MFV）原则，相应的有效场论（$ν$ SMEFT）有效的能量标度$E \ll Λ$。我们在可重正化的水平上确定了轻子味和轻子数破坏的不可约源，并应用MFV ansätz导出了$ν$ SMEFT算子的Wilson系数到六维的标度。我们强调了最重要的现象学后果，这一假设的速率为异国情调的希格斯衰变，重中微子的衰变长度，其生产模式在目前和未来的对撞机。我们还评论了可能的天体物理影响。
2020-07-07 hep-ph
Curvature-induced electroweak symmetry breaking and phase transition of a Higgs-portal dark scalar field
University of Ioannina（伊奥阿尼纳大学）
研究探讨了曲率诱导相变对引力波生成的影响，分析了非最小耦合标量暗物质场在从通胀到kination过渡期间的动力学，并探讨了电弱对称破缺的可能性。
2026-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Minimal Seesaw extension for Neutrino Mass and Mixing, Leptogenesis and Dark Matter: FIMPzillas through the Right-Handed Neutrino Portal
我们提出了一个最小的跷跷板扩展，同时考虑到现实的中微子质量和混合，重子不对称的宇宙通过leptogenesis和一个可行的暗物质遗迹密度，其中两个右手中微子耦合到一个黑暗的狄拉克费米子和复杂的标量场，都负责下的全球$U(1)_D$对称性。作为一个具体的例子，我们考虑的小跷跷板模型，它描述中微子质量和混合，并占leptogenesis，从而固定中微子汤川耦合和右手中微子质量。通过考虑暗物质的冻结产生机制，我们探讨了右旋中微子入口耦合和暗粒子质量的参数空间，这些参数空间给出了正确的暗物质遗迹丰度，重点讨论了超重狄拉克费米子暗物质粒子的情况，其质量约为$10^{10}$ GeV.这样的FIMPzilla可以提供一个成功的解释暗物质遗迹丰度，其生产依赖于中微子汤川耦合在大部分的参数空间，这取决于假设的暗粒子质量，和再加热温度。
2020-03-12 hep-ph
Majorana Dark Matter in Minimal Higgs Portal Models after LUX
考虑单重态Majorana费米子暗物质模型，其中标准模型粒子通过单重标量和希格斯玻色子玻色子的混合与暗区相互作用.在这个模型中，暗物质和单重标量都携带轻子数，后者是双轻子。我们假设存在一个$Z_2$对称性，一些高能量局部对称性破缺的残余，稳定的马约拉纳费米子。我们分析了该模型的参数空间，发现由单重标量驱动的轻子数对称性破缺尺度被限制在几百到几千GeV之间，从而与观测到的暗物质遗迹密度相一致。最后，我们解决了直接检测和不可见的希格斯衰变互补性，面对我们的模型与最近的LUX和LHC的限制，以及XENON1T的前景。
2015-04-27 hep-ph
Non-Scaling Topological Defects and Gravitational Waves in Higgs Portal
Higgs门模型通过非缩放拓扑缺陷预测局部过密度，可能产生微型簇和原始黑洞及引力波，为探索暗物质场景提供新机会。
2024-12-27 astro-ph.CO hep-ex hep-lat
Charged scalar portal dark matter with $U(1)_Y$ non-restoration and gravitational waves
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
本文提出带电标量门户扩展方案，复兴希格斯门户暗物质空白质量区，驱动超荷非恢复，并通过强一级相变支持轻子生成，参数空间可由LISA等引力波探测器检验。
2026-10-02 hep-ph
Vector dark matter in supercooled Higgs portal models
本文研究含隐藏规范场与标量场的过冷希格斯门户模型，结合暗物质直接探测与未来引力波观测约束矢量暗物质参数空间。
2023-08-15 hep-ph hep-th
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
Gravitational Waves dynamics with Higgs portal and U(1) X SU(2) interactions
本研究提出希格斯玻色子与重标量单态混合的暴胀模型，证明希格斯portal相互作用可增强规范场涨落源生的引力波信号，其张标比超真空值10倍，可被LiteBird等多类实验探测，且希格斯-单态混合可由LHC检验。
2025-01-14 hep-ph
$Z^\prime$ portal dark matter in the minimal $B-L$ model
在这篇综述文章中，我们考虑的背景下的最小扩展的标准模型（SM）与$B-L$（重子数减去轻子数）规范对称性的暗物质的情况下，其中三个右手中微子与$B-L$电荷$-1$和$B-L$希格斯场与$B-L$电荷$+2$的引入，使模型无异常和打破$B-L$规范对称性，分别。$B-L$规范对称破缺产生右手中微子的马约拉纳质量。我们在模型中引入Z-$_2$对称性，并且只对一个右手中微子赋予奇宇称，因此Z-$_2$-奇右手中微子是稳定的，是唯一的暗物质候选者.所谓的最小跷跷板与其他两个右手中微子一起工作，并再现了当前的中微子振荡数据。考虑了暗物质粒子通过$B-L$规范玻色子（$Z^{\prime}_{B-L}$玻色子）与SM粒子相互作用的情况，从观测到的暗物质遗迹密度得到了$B-L$规范耦合（$α_{B-L}$）与$Z^{\prime}_{B-L}$玻色子质量（$m_{Z^{\prime}}$）的函数关系.另一方面，我们解释了最近的LHC运行-2的结果上的$Z^{\prime}$玻色子共振的$α_{B-L}$作为$m_{Z^{\prime}}$的功能上的上限搜索。这两个约束是互补的，以缩小允许的参数区域为这个“$Z^{\prime}$门户”暗物质的情况下，导致$m_{Z^{\prime}} \geq 3.9$ TeV的较低的质量约束。
2018-05-04 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
SU(5)$\times$U(1)$_X$ grand unification with minimal seesaw and $Z^\prime$-portal dark matter
我们提出了一个SU（5）$\times$ U（1）$_X$模型，其中在标准SU（5）大统一理论的基础上引入了最小跷跷板和右手中微子暗物质，并引入了全局$Z_2$宇称.在三个右手中微子（RHN）的存在下，该模型是免费的所有规范和混合引力异常。SU（5）对称性在$M_{\rm GUT} \simeq 4 \times 10^{16}$ GeV处以标准方式破缺到标准模型规范群中，而U（1）$_X$对称性破缺发生在TeV尺度，这产生了U（1）$_X$规范玻色子（$Z^\prime$玻色子）和三个马约拉纳RHN的TeV尺度质量。唯一的$Z_2$ -奇RHN是稳定的，并作为暗物质（DM）在目前的宇宙，而其余两个RHN的工作，以产生SM中微子质量通过最小的跷跷板。我们调查的$Z^\prime$门户RHN DM的情况下，在这个模型的背景下，并发现，从DM遗迹丰度的约束和搜索结果的$Z^\prime$玻色子共振在大型强子对撞机（LHC）是互补的，以缩小允许的参数区域，这将完全覆盖未来的LHC实验（为$Z^\prime$玻色子质量$<$ 5 TeV）。我们还简要地讨论了在本模型中重子生成和宇宙暴胀方案的成功实施。
2018-03-16 hep-ph
A Singlet Extension of the MSSM with a Dark Matter Portal
在寻找$μ$问题的自然解决方案时，MSSM（NMSSM）的最小扩展已得到广泛研究。在这项工作中，我们考虑一个变化的NMSSM额外的单重态被添加和Peccei-Quinn对称性被强加。我们研究了它的中性伴子扇区，计算了最轻中性伴子的湮灭截面。我们使用现有的宇宙学和对撞机数据来约束参数空间，并考虑最轻的中性伴子，这是非常轻的，作为一个暗物质的候选人。
2014-07-02 astro-ph.CO hep-ph
Impact of Higgs portal on gravity-mediated production of superheavy dark matter
在所谓的普朗克相互作用暗物质（PIDM）方案中，超重暗物质粒子在膨胀后通过引力介导的相互作用通过冻结机制产生。在最小PIDM模型中，假设没有与标准模型粒子的任何额外的直接耦合。然而，对于纯量暗物质粒子，没有对称性可以抑制希格斯门耦合。因此，在本文中，我们研究了与希格斯场的非零相互作用对标量暗物质的PIDM范式的影响。特别是，我们充分探索模型参数空间，以确定正确的暗物质丰度实现的允许区域。此外，我们提供了阈值的希格斯门耦合低于相应的生产过程是次主导和最小的PIDM方案被保存。对于$10^{15}$ GeV的基准标量暗物质质量，我们发现，希格斯门耦合必须小于$5.1 \times 10^{-8}$（$1.1 \times 10^{-7}$）的瞬时（非瞬时）再加热。
2020-06-09 hep-ph
Predictions on mass of Higgs portal scalar dark matter from Higgs inflation and flat potential
我们认为Higgs门户$Z_2$标量模型是标准模型（SM）的最小扩展，以纳入暗物质。我们发现，暗物质的质量是有界的轻于1000\，GeV的框架内，我们已经提出了较早，希格斯膨胀发生以上的SM截止$Λ$，由于事实上，希格斯势变得比它的典型值在SM：$V\llΛ^4$小得多。我们可以进一步将暗物质的质量固定为$400\text{GeV}< m_\text{DM}<470\text{GeV}$，如果我们强迫截断是在弦尺度$Λ\sim10^{17}\text{GeV}$，并且希格斯势在$Λ$附近变得平坦，这是多点原理或希格斯膨胀在临界点的要求。这一预测在不久的将来可以通过暗物质探测实验来检验。在这个框架中，暗物质和顶夸克质量是强相关的，这也是可检验的。
2015-01-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Effects of the Axion Through the Higgs Portal on Primordial Gravitational Waves During the Electroweak Breaking
本文研究电弱破缺后轴子通过希格斯门户产生的短时动能主导时期对原初引力波能谱的影响，发现能谱主要取决于这些短时动能主导时期发生的次数。
2023-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar Portal Verifiable Light Dark Matter and Correlated Gravitational Wave Signatures
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Indian Institute of Technology Goa（印度理工学院果阿分校）
针对轻暗物质的热不足与CMB约束问题，提出含类矢量费米子的标量门户模型，利用BBN前刚性流体主导的非标准宇宙学解决遗迹密度问题，建立粒子参数与引力波信号的关联。
2026-09-03 hep-ph
Portal Matter, Kinetic Mixing, and Muon $g-2$
本文提出利用轻子门户物质的最小模型解决缪子 $g-2$ 反常，其手征增强机制类似费米子恐惧型 $Z'$ 模型，但参数空间由动力学混合/矢量门户暗物质范式决定，可在当前及未来实验中探索。
2023-04-28 hep-ph
$Z^\prime$-portal right-handed neutrino dark matter in the minimal U(1)$_X$ extended Standard Model
在标准模型的非奇异U（1）扩展的背景下考虑一个简明的暗物质（DM）方案，其中引入了新的U（1）$_X$规范对称性以及三代右手中微子（RHN）和SM规范单重态Higgs场.该模型是SM的最小规范U（1）$_{B-L}$（重子数减轻子数）扩展的推广，其中额外的U（1）$_X$规范对称性表示为SM U（1）$_Y$和U（1）$_{B-L}$规范对称性的线性组合。我们引入一个$Z_2$ -宇称，并在所有粒子中只为一个RHN分配一个奇宇称，使得这个$Z_2$ -奇RHN起DM的作用.所谓的最小跷跷板机制是在这个模型中实现的，只有两个$Z_2$ -偶数RHN。在此背景下，我们研究了RHN DM的物理，重点是DM粒子通过U（1）$_X$规范玻色子（$Z^\prime$玻色子）与SM粒子通信的情况。这个“$Z^\prime$ -门户RHN DM”的方案只由三个自由参数控制：U（1）$_X$规范耦合（$α_X$），$Z^\prime$玻色子质量（$m_{Z^\prime}$），以及SM希格斯双重态的U（1）$_X$电荷（$x_H$）。我们考虑各种唯象约束，以确定一个唯象可行的参数空间。最重要的限制是观测到的DM遗迹丰度和最新的LHC Run-2结果对双轻子末态的窄共振搜索。我们发现，这些是互补的，并缩小了允许的参数区域，导致较低的质量界的$m_{Z^\prime} \gtrsim 2.7$ TeV。
2017-02-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Spectator Dark Matter and the Higgs Portal
William I. Fine Theoretical Physics Institute, School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院威廉·I·芬理论物理研究所）；Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab（巴黎萨克雷大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
该研究提出通过极弱希格斯门户相互作用抑制暴胀期间旁观者标量场的随机涨落，避免暗物质过度产生，并支持亚GeV轻暗物质及低再加热温度，同时为冻结机制提供初始条件。
2026-10-07 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter within the minimal flavour violation ansatz
最小味违反假说可以为暗物质（DM）提供一个有吸引力的理论框架。我们认为标量DM候选人携带味量子数和代表下的味组保证DM稳定。它们通过可重整化水平的希格斯门与标准模型场相互作用，也通过6维算符与夸克相互作用。我们提供了一个系统的分析可行的参数空间的DM字段，这是三重味组，考虑到几个DM夸克相互作用。在这个框架中，我们分析在哪些情况下，可行的参数空间不同的希格斯门模型由于基本的味道结构。在最小希格斯门户网站的情况下，我们发现，轻DM在GeV质量范围内，以及以上希格斯共振较重的候选人可以允许对撞机，直接和间接DM检测搜索以及风味的限制。顶部质量以上的大质量区域甚至可能超出未来实验的范围，例如Xenon 1T。
2013-04-10 hep-ph
Hidden Monopole Dark Matter via Axion Portal and its Implications for Direct Detection Searches, Beam-Dump Experiments, and the $H_0$ Tension
由于其稳定性，隐藏的暗物质是一个看似合理的暗物质候选者，但由于与最小形式的标准模型粒子的微弱相互作用，直接实验搜索非常困难。然后，我们介绍了一个轴子，$a$，连接隐藏的暗物质和标准模型粒子，并检查当前的限制和未来的前景直接暗物质搜索和束流转储实验。我们发现两个参数区域周围的$m_a = {\cal O}(10)$ MeV，$f_a = {\cal O}(10^{5})$ GeV和$m_a = {\cal O}(100)$ MeV，$f_a = {\cal O}(10^{4})$ GeV的暗物质和轴子分别在未来的实验，如PICO-500和SHiP的范围内。我们还注意到，主要由轴子衰变产生的隐藏光子与$ΔN_{\rm eff} \simeq 0.6$一起贡献给暗辐射，这可以松弛$H_0$张力。
2019-09-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Ultra-relativistic bubbles from the simplest Higgs portal and their cosmological consequences
我们分析了实单重态标量场的最小扩张中的相变。我们的研究的新颖之处在于，我们确定和详细分析的参数空间区域的第一级相变可以发生，特别是当真正的真空气泡可以达到相对论速度。这个区域很有趣，因为它可以导致最近讨论的新的重子生成和暗物质产生机制。我们充分分析了不同的模型的生产暗物质和重子生成以及发现的可能性，在当前和未来的实验。
2022-07-05 astro-ph.CO hep-ph
Inflation and Dark Matter in the Higgs Portal of Classically Scale Invariant Standard Model
我们考虑标准模型的一个最小经典标度不变扩展。在该理论中，Higgs机制被触发，电弱对称性破缺是由耦合到SM Higgs的Coleman-Weinberg扇区辐射产生的。我们扩展了希格斯门的相互作用的理论，包括一个额外的单线态，这也是非最低限度地耦合到重力。这在有效场论公式中产生了一个单场慢卷膨胀机制，该机制在普朗克尺度下是鲁棒的。我们的方法不需要整合任何额外的新的物理自由度，以统一在次普朗克制度下发生暴胀的理论。因此，在我们的暴胀方法中没有出现大的阈值修正，因此电弱标度和SM希格斯质量不受影响。在我们的模型中，导致暴胀的单线态场也提供了一个可行的暗物质候选者。我们还讨论了有效理论的经典标度不变性与全理论可能的局部标度不变性之间的关系，并对电弱标度的自然性进行了评论。
2013-11-18 astro-ph.HE hep-ph hep-th
A Closer Look at CP-Violating Higgs Portal Dark Matter as a Candidate for the GCE
在过去的十年里，银河系中心的伽马射线在统计上显着过量，并得到了有力的证实。大的局部暗物质密度表明，这种银河系中心过剩（GCE）可能归因于新的物理学，事实上，它已被证明，这个信号是很好的模型湮灭占主导地位的$b\bar{b}$与WIMP尺度的截面。在本文中，我们认为马约拉纳暗物质湮灭通过希格斯门作为这个信号的候选源，其中一个大的CP违反希格斯耦合可能会严重抑制散射率。特别是，我们探讨了两个最小的UV完成，一个单重态-双重态模型和一个双重态-三重态模型的现象学，并绘制出可用的参数空间，它可以给出一个可行的信号，同时尊重当前的实验约束。
2021-04-18 astro-ph.CO hep-ph
Sharp spectral features from light dark matter decay via gravity portals
我们研究了暗物质衰变的现象，假设它是由非最小耦合引力引起的，当暗物质质量在sub-GeV范围内，即低于QCD约束尺度。我们表明，单重标量暗物质候选人的衰变产生尖锐的特点，在光子光谱中，线，盒的形式，也在一个新的光谱特征的形式，其特征在于通过接触相互作用的衰变到$e^+e^- γ$，衰变分支分数仅取决于一个单一的参数，即暗物质质量。我们还推导出上限的重力门户网站的强度从非观测的各向同性扩散伽马射线光谱测量COMPTEL，EGRET和费米-LAT，和X射线光谱测量INTEGRAL的尖锐功能。最后，我们简要地评论了暗物质衰变通过非最小耦合引力对宇宙再电离历史的影响。
2017-07-26 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
Exploring semi-relativistic $p$-wave dark matter annihilation in minimal Higgs portal near supermassive black hole
本研究分析了银河系中心超大质量黑洞附近最小希格斯门户模型中轻暗物质的半相对论p波湮灭过程，利用费米望远镜观测约束了0.3-10GeV轻暗物质的参数，并指出未来甚大伽马射线空间望远镜可提升亚GeV暗物质探测能力。
2025-01-13 hep-ph
Freeze-in Dark Matter via Light Dirac Neutrino Portal
我们提出了一个方案，暗物质（DM）可以产生非热由于存在一个轻狄拉克中微子门户之间的标准模型（SM）和暗扇区粒子。SM被三个右手中微子（$ν_R$）、一个狄拉克费米子DM候选者（$ψ$）和一个复标量（$ϕ$）最小限度地扩展，在完整的$\mathbb{Z}_4$对称下非平凡地变换，而在SM规范群下是单线态.虽然DM和$ν_R$耦合被认为是微小的，以便在非热或冻结的制度，$ϕ$可以产生热或非热取决于其希格斯门耦合的强度。我们考虑了这两种可能性，并根据普朗克2018年的数据，通过冻结机制找到了由此产生的DM丰度，以约束模型参数。由于相互作用产生DM也产生相对论$ν_R$，我们检查增强的贡献，有效的相对论自由度$Δ{\rm N}_{\rm eff}$，鉴于现有的界限以及未来的敏感性。我们还检查了严格的限制，自由流动的长度，这样的冻结DM结构形成的要求。这样的约束可以排除DM质量一直到$\mathcal{O}(100 \, {\rm keV})$，保持$Δ{\rm N}_{\rm eff} \leq \mathcal{O}(10^{-3})$在不久的将来的实验中无法达到。这种极小模型的可能扩展可以导致可观察到的$Δ{\rm N}_{\rm eff}$，这可以在下一代实验中探索。
2023-01-04 astro-ph.CO hep-ph
Complex scalar dark matter with effective Higgs portals beyond radiation domination
Institute of Physics（物理研究所）；Homi Bhabha National Institute, BARC Training School（霍米·巴巴国立学院，BARC培训学校）
本文研究了复杂标量暗物质在再加热和辐射主导时期内的产生，通过引入维数5的Higgs-通口算符和修改宇宙学历史，缓解了Higgs-通口耦合的限制，并分析了其在对撞机上的产生截面。
2025-12-29 hep-ph
No Miracle in Gravity Portals
暗物质粒子仅通过引力耦合的想法是最低限度的，但也是可行的。假设一个额外的$Z_2$ -破坏线性耦合的标量曲率的暗物质标量（重力门户）参考。arXiv：1603.03696和arXiv：1611.00725声称暗物质粒子衰变率随其质量的强烈参数增长，这意味着该模型具有明显的现象学特征。作者将这种特殊性归因于最终状态中纵向规范玻色子的存在所导致的增强。非常不幸的是，在树级振幅中存在被忽视的抵消。没有奇迹：所有的微扰衰变率都被强耦合尺度所抑制。
2020-06-04 hep-ph
Brief on Dark Matter in the Type Ib Seesaw Model: a GeV-scale Dirac neutrino portal
Ib型跷跷板作为中微子质量起源的另一种解释，为中微子物理与宇宙学的联系提供了一种新的有趣的途径。在这个过程中，我们考虑一个最小的Ib型跷跷板模型，其中有效中微子质量算符涉及两个不同的希格斯二重态和一个重狄拉克质量。我们提出了一个最小的暗物质扩展模型，其中狄拉克重中微子耦合到一个暗狄拉克费米子和一个暗复杂的标量场，都在离散$Z_2$对称下是奇数，其中较轻的一个作为暗物质的候选人。针对费米子暗物质的情况，我们研究了Yukawa耦合、中微子入口耦合和暗标量与暗费米子质量比的参数空间，其中正确的暗物质残余丰度可以通过冻结机制产生.通过考虑标准模型中微子和重中微子之间的混合，可以在暗物质的产生和实验室实验之间建立联系。
2021-10-19 hep-ph
LSND Constraints on the Higgs Portal
高光度固定目标实验提供了令人印象深刻的灵敏度，新的光弱耦合自由度。我们重新审视了标量单线态$S$通过希格斯门耦合到标准模型的最小情况，对于双π介子阈值以下的标量质量，它明显地衰变为轻子。从LSND实验的数据集被发现施加领先的限制在两个质量窗口之间的$m_S \sim 100$和350兆电子伏。在这个过程中，我们分析了一些标量生产渠道的目标，发现质子韧致辐射提供了主导渠道在LSND束能量。
2020-06-12 hep-ph
Scalar-mediated dark matter model at colliders and gravitational wave detectors -- A White paper for Snowmass 2021
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是近几十年来最受欢迎的粒子暗物质候选者，人们已经知道可以通过直接、间接和对撞机实验对WIMP进行探测。然而，在一些标量介导的DM模型中，直接和间接信号被高度抑制，例如具有马约拉纳DM候选者的轻子门户模型。因此，对撞机搜索被认为是探测这些模型的唯一希望。在这篇白皮书中，我们提出，引力波（GW）天文学也可以作为一个强大的工具，通过潜在的一阶相变GW信号探测标量介导的WIMP模型。一个例子的轻子门户暗物质，显示对撞机和GW探针之间的互补性。
2022-03-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Lepton Flavor Portal Matter
本文构建了一个扩展暗规范扇区的轻子味门户物质模型，使标准模型场与门户物质场处于同一暗规范多重态，并展示了其丰富的唯象学及多TeV μ子对撞机的探测前景。
2023-07-11 hep-ph
A phenomenological profile of Higgs portals at future colliders
King’s College London（伦敦国王学院）；University of Manchester（曼彻斯特大学）
本文研究未来对撞机上希格斯门户算子的可区分性，发现离壳高维算子可通过HL-LHC、FCC-ee和FCC-hh的联合测量加以区分，展示了精确与高能探索的互补性。
2026-09-18 hep-ex hep-ph
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
Testing Minimal $U(2)^3$ Right-Handed Flavor Breaking in a Singlet-Scalar Vector-Like Quark Portal
Lahore University of Management Sciences (LUMS)（拉合尔管理科学大学）
本文研究单态标量与矢量类夸克门户的味破缺，计算相关威尔逊系数，利用 B 介子等数据检验味结构，当前数据无法区分标准模型与最小 $U(2)^3$ 等味假设，未来实验或可实现检验。
2026-10-14 hep-ph
Higgs decays to dark matter: beyond the minimal model
我们一方面研究希格斯介导的暗物质湮灭和散射之间的相互作用，另一方面，不可见的希格斯衰变宽度，在一个通用类的模型利用希格斯门户。我们发现，虽然希格斯粒子到暗物质的不可见宽度现在被XENON 100等实验限制为最小的单重标量WIMP，但这一结论在希格斯粒子中介的更一般的例子中并不可靠。我们提出了一个简单的WIMP的m_{DM} < m_h/2和希格斯门调解的情况下，直接检测签名被抑制，而希格斯宽度仍然是由衰变到暗物质占主导地位的调查。
2011-11-10 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
