Signals of Inert Doublet Dark Matter in Neutrino Telescopes
标准模型的一个最简单的扩展是惰性偶极子模型，它解释了观测到的暗物质的丰度。在这个理论中，一个离散的对称性确保了一个额外的电弱偶标量的中性分量是稳定的，并构成了一个暗物质候选者。当太阳和地球这样的大质量天体穿过暗物质晕时，暗物质粒子会被引力困在它们的核心。这些粒子的湮灭产生了中微子，这可以用中微子望远镜观察到。我们计算中微子的检测率在这些实验中从惰性的双重暗物质湮灭在太阳和地球的核心。
2008-11-11 hep-ph
The inert doublet model of dark matter revisited
惰性二重态模型是标准模型的最小扩展，由第二个希格斯二重态组成，与夸克或轻子没有直接耦合，是可以解释暗物质的最简单的方案之一。本文详细研究了暗物质湮灭到三体末态对惰性偶极模型唯象的影响。我们发现，这种新的湮灭模式占主导地位，在参数空间的相关部分，在前面的分析中考虑到两体最终状态。在此基础上，对遗迹密度的计算进行了修正，并对模型的可行区域进行了位移。在得到不同参数下的真实可行区域后，我们计算了惰性希格斯暗物质的直接探测截面，发现它比只得到两体末态的直接探测截面小两个数量级。这些结果的其他影响，包括修改的希格斯衰变宽度和惰性希格斯暗物质的间接检测签名，也简要考虑。因此，我们证明了进入三体末态的湮灭是不可忽略的，因为它对惰性偶线模型的整个唯象学有重要的影响。
2010-07-21 hep-ph
Relic density of dark matter in the inert doublet model beyond leading order for the low mass region: 2. Co-annihilation
我们研究了惰性偶极子模型（IDM）中轻质量暗物质区域的遗迹密度，当主导过程是由于模型中最轻的中性标量之间的共湮灭。完整的单回路电弱修正计算在壳方案，并被发现是很好地近似为一个有效的截面表示的$Z$ -可观的。对次优势过程进行了电弱修正，该次优势过程由湮灭成壳层上$W$和离壳层$W$组成，该次优势过程被计算为湮灭成三体终态。后者揭示了一个重要的依赖于一个参数，该参数描述了自相互作用的新标量（仅在黑暗的部门），一个参数，这是不可访问的树级计算的标准模型（SM）-IDM相互作用。
2021-01-06 hep-ex hep-ph
Relic density of dark matter in the inert doublet model beyond leading order for the low mass region: 3. Annihilation in 3-body final state
我们对暗物质湮灭的$2 \to 3$过程进行了首次单圈电弱修正。当两个壳层上矢量玻色子的湮灭闭合时，这些是进入惰性双重态模型（IDM）低质量区域的遗迹密度计算的主导过程。单循环校正的影响是重要的，因为它们涉及，通过再散射效应，不仅依赖于控制暗扇区的参数，如果在树级进行计算，则不存在，而且还依赖于重正化尺度。这些综合效应应考虑在分析的基础上树级截面的遗物密度计算，作为一个理论上的不确定性，我们发现是远远大于粗略的$\pm 10\%$的不确定性，通常假设，独立的模型参数。
2021-01-06 hep-ex hep-ph
Weak corrections to Minimal Dark Matter annihilations
INFN Sezione di Pisa, Italia（意大利国家核物理研究所比萨分部）；Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa, Italia（意大利比萨大学物理系）；Departamento de Física Teórica and Instituto de Física Teórica, Universidad Autónoma de Madrid, Spain（西班牙马德里自治大学理论物理系及理论物理研究所）
计算费米子最小暗物质多重态湮灭截面的单圈弱修正，发现红外发散在主导s波中抵消，而红外增强修正通过Sudakov/Sommerfeld效应影响速度抑制率，修正幅度随多重态大小增长，在Higgsino-like二重态、wino-like三重态和稳定五重态中约为5%。
2026-06-18 astro-ph.CO hep-ph
Electroweak bremsstrahlung for wino-like Dark Matter annihilations
如果暗物质是多重态的中性Majorana分量，在标准模型的电弱相互作用下带电，则其湮灭通道主要是进入W+W-，而进入轻费米子的湮灭通道则受到螺旋性抑制。正如最近所指出的，来自湮灭初始态的规范玻色子的辐射解除了抑制，并打开了对截面的s波贡献。我们进行了完整的树级计算的暗物质湮灭，包括电弱韧致辐射，在一个明确的模型对应的超对称维诺的上下文中。我们发现费米子通道可以变得和双玻色子通道一样重要。这一结果对预测源自暗物质湮灭的粒子通量具有重要意义。
2012-07-25 hep-ph
Confronting dark matter co-annihilation of Inert two Higgs Doublet Model with a compressed mass spectrum
本文对惰性双希格斯模型（i2 HDM）中的轻标量暗物质（DM）进行了全面的分析，该模型具有压缩的质量谱，三个$\mathbb{Z}_2$奇粒子--标量$S$，赝标量$A$和带电Higgs $H^\pm$之间的小质量分裂.在这种情况下，共湮灭过程对降低DM残体密度起着重要作用。只要早期宇宙中的总相互作用率是由共湮灭控制的，那么小的湮灭率就可以达到正确的DM残余密度，DM对与希格斯玻色子之间的耦合$λ_S$也应该很小。因此，可以忽略不计的DM-核子弹性散射截面预测在树水平。在这项工作中，我们包括DM-核子弹性散射截面的单圈量子修正。我们发现，$\mathbb{Z}_2$奇粒子之间的四次自耦合$λ_2$确实有助于单圈量子校正，并且对于共湮没场景表现得很重要。有趣的是，参数空间，这是允许在这项研究中考虑的电流约束，可以预测DM质量和湮灭截面在目前兼容的AMS-02反质子过剩。参数空间可以在未来的高光度LHC上进一步探索。
2020-06-02 astro-ph.HE hep-ph
Large scalar multiplet dark matter in the high-mass region
我们研究了两个模型的标量暗物质从“大”的电弱多重态的同位旋5/2（n=6成员）和7/2（n=8），其标量电位保持$Z_2$对称性。由于电弱相互作用的湮灭截面很大，这些标量只能构成质量在几TeV范围内的所有暗物质。对于如此高的质量，索末菲增强和共湮灭在暗物质遗迹丰度计算中起着重要作用，将大多重态质量的上限降低了近两倍。我们确定了允许的参数范围，包括这两种效果，并表明这些模型是迄今为止不受暗物质直接探测实验，但将探测当前运行和拟议的未来实验。我们还表明，朗道极出现在这些模型中的能量标度低于$10^9$ GeV，表明存在额外的新的物理低于该规模。
2017-07-17 astro-ph.CO hep-ph
Low Energy Gamma Ray Excess Confronting a Singlet Scalar Extended Inert Doublet Dark Matter Model
最近对来自银河系中心区域的γ射线的研究证实，在1-3 GeV能量范围内存在异常的$γ$射线过剩。这可以解释为31-40 GeV的暗物质在$b \bar b$中的对湮灭的结果，其热湮灭截面为$σv \sim 1.4-2.0 \times 10^{-26}~\rm{cm^3/s}$。在这项工作中，我们重新惰性双重模型（IDM），以解释这种伽马射线过剩。以最轻的惰性粒子（LIP）作为一个稳定的DM候选人，我们表明，31-40 GeV的暗物质来自IDM将无法满足实验限制暗物质直接检测截面从正在进行的直接检测实验，也是不符合LHC的结果。我们发现，单重态扩展的惰性二重态模型可以很容易地解释所报道的$γ$ -射线过剩，这是以及与希格斯粒子的搜索结果在LHC和其他观察到的结果，如DM遗迹密度和直接检测的限制。
2014-08-25 hep-ph
One-loop neutrino mass model with $SU(2)_L$ multiplet fields
我们提出了一个由多个$SU(2)_L$多重态费米子和标量场组成的单圈中微子质量模型，其中标量的惰性特征可以通过Higgs势中的非平凡项抵消Higgs耦合来实现，并以一种更简单的方式来表示。然后通过计算$SU(2)_L$规范耦合的重整化群方程、轻子味破坏、μ子反常磁矩、暗物质候选者的可能性、满足中微子振荡数据的中微子质量矩阵，讨论了我们的典型截止标度。最后，我们寻找我们允许的参数区域，以满足所有的约束条件，并讨论了在大型强子对撞机检测新的带电粒子的可能性。
2019-04-16 hep-ph
Displaced tracks as a signal of dark matter co-annihilation: a case study using inert doublet model at $e^+e^-$ collider
Indian Institute of Technology, Guwahati（印度加尔各答理工学院）；Wilczek Quantum Center, Shanghai Institute for Advanced Studies（韦泽克量子中心，上海高等研究院）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育与研究学院加尔各答分校）
本研究以惰性二重态模型为例，探讨正负电子对撞机上暗物质共湮灭产生的 displaced 径迹信号，分析不同质量差下的信号转变，表明未来轻子对撞机可探测压缩暗物质场景的相关相互作用。
2026-10-15 hep-ph
Bounds on Dark Matter Annihilation Cross-sections from Inert Doublet Model in the context of 21 cm Cosmology of Dark Ages
我们在Inter Doublet模型（IDM）中研究了21 cm信号$δT_{21}$在暗年龄（$z\sim100$）和一个暗物质候选者的亮温起伏。然后，我们探讨IDM暗物质的不同部分对$δT_{21}$信号的影响。IDM的暗物质质量选择在几十GeV的区域，以及在500 GeV以上的高质量区域。已经观察到，$δT_{21}$信号在$70 - 80$ GeV的暗物质质量范围内更敏感。通过对$δT_{21}$信号的分析，得到了暗物质湮灭截面的下限。这被发现位于IDM暗物质质量范围$10 \, {\rm GeV} \leq m_χ\leq 990 \,{\rm GeV} $的范围$6.5 \times 10^{-29} \,\, \rm{cm^3 / sec} \leq \langleσv\rangle \leq 4.88\times 10^{-26}\,\, \rm{cm^ 3 / sec}$内。
2021-06-19 astro-ph.CO hep-ph
Inert Doublet Dark Matter and Mirror/Extra Families after Xenon100
最近的研究表明，镜像费米子，自然地存在于新物理学的许多方向，似乎需要一个惰性标量二重态才能通过电弱精确测试。这为考虑惰性双重态作为暗物质候选者提供了进一步的动机。此外，额外家族的存在增强了标准模型希格斯-核子耦合，这对希格斯和暗物质的搜索有着至关重要的影响。我们研究惰性暗物质质量的限制，鉴于最近的氙100数据。我们发现，惰性暗物质的质量必须位于一个非常狭窄的窗口74-76 GeV，而希格斯粒子的重量必须超过400 GeV。为了完整起见，我们讨论的情况下，较少的额外的家庭，一个轻希格斯玻色子的可能性打开，扩大暗物质质量窗口m_h/2-76 GeV。我们发现，氙100约束的DM-希格斯相互作用，这反过来又意味着一个下限的单色伽马射线流量从DM湮灭的星系晕。对于镜的情况下，预测的湮灭截面位于由费米LAT设置的电流限制的4-5倍以下，从而提供了一个有前途的间接检测信号。
2011-05-27 hep-ph
Explore Inert Dark Matter Blind Spots with Gravitational Wave Signatures
由于暗物质信号在直接探测实验中的缺失和引力波在aLIGO的发现，我们讨论了通过相变引力波和未来轻子对撞机信号的互补搜索来探索一类标量暗物质模型的可能性.我们重点研究了惰性标量多重态暗物质模型和混合惰性标量暗物质模型，它们在早期宇宙演化过程中可能发生强烈的一级相变，并可能在未来的GW实验中产生可探测的相变GW信号，如eLISA，DECIGO和BBO.我们发现未来的GW签名，与圆形正负电子对撞机，可以进一步探索模型的盲点参数区域，在那里的暗物质-希格斯耦合是恒零，从而避免暗物质自旋无关的直接检测的限制。
2017-04-13 hep-ph
Constraining Inert Triplet Dark Matter by the LHC and FermiLAT
我们在大型强子对撞机上研究惰性三重态标量暗物质的对撞机现象。我们讨论了希格斯玻色子衰变为暗物质的可能性，并利用目前的实验数据和$R_{γγ}$来约束我们模型的参数空间。我们还调查了来自即将到来的测量，$R_{Zγ}$和单希格斯生产的暗物质的约束。我们将暗物质的湮灭截面解析地计算为$2γ$和$Zγ$，然后利用费米实验数据对惰性三重态模型的参数空间进行约束。我们发现，这个限制可以比LUX实验提供的低质量DM的约束。
2014-10-15 hep-ph
Significant Gamma Lines from Inert Higgs Dark Matter
一种明确确认粒子暗物质存在并确定其质量的方法是在即将到来的望远镜中检测其湮灭为单色伽马射线。暗物质的最极小模型之一是惰性二重态模型，通过添加另一个没有与费米子直接耦合的希格斯二重态获得。对于质量在40到80 GeV之间的新惰性希格斯粒子中最轻的一种，可以提供与当前观测一致的冷暗物质的正确宇宙丰度。我们发现，对于这种标量暗物质候选者，单色γγ和Zγ末态的湮灭信号将异常强烈。这些伽马射线线信号的能量范围和速率使它们成为即将到来的GLAST卫星搜索的理想选择。
2007-10-05 astro-ph hep-ph
Environment-Dependent Annihilation of Axion-Coupled Higgsino Dark Matter
Pusan National University（釜山国立大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；Tohoku University（东北大学）；University of Tokyo（东京大学）
该研究探讨了环境依赖的轴子耦合Higgsino暗物质湮灭，发现其在太阳和银河系中增强，可解释少量暗物质并满足中微子约束，同时产生可探测的伽马射线信号。
2026-10-06 hep-ph
Scalar Multiplet Dark Matter
我们进行了一个系统的研究与模型的现象，其中的暗物质包括在中性分量的标量SU（2）_L n-uplet，直到n=7。如果只包括纯规范引起的湮灭截面，我们知道这样的粒子提供了很好的暗物质候选者，导致观察到的暗物质遗迹丰度为它们的质量在TeV尺度附近的特定值。我们表明，这些值实际上成为范围内的值-我们确定-如果考虑到在这些模型中出现的各种标量耦合引起的湮灭。这导致预测的直接和间接的检测签名作为这些范围内的暗物质质量的函数。两者都可以大大提高了四次耦合的贡献。我们还解释了如何，如果一个添加右手中微子的标量偶的情况下，这种分析的结果允许有一个可行的暗物质的候选人，成功的中微子质量的产生，并leptogenesis在一个特别小的方式与所有新的物理在TeV的规模。
2009-03-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
General calculation of the cross section for dark matter annihilations into two photons
假设基本模型满足可重整化性和CP守恒等一般性条件，我们计算了任意自共轭暗物质湮灭为两个光子的非相对论单圈截面.我们通过对所有可能的单圈图进行仔细分类，并从中读出暗物质与圈中运行的粒子的相互作用来实现这一点。我们的方法是通用的，并导致相同的结果在文献中发现流行的暗物质候选人，如中性伴子的MSSM，最小的暗物质，惰性希格斯和卡鲁扎-克莱因暗物质。
2017-10-27 hep-ph
Vector dark matter from a gauged $SU(2)$ symmetry
我们提出了一个暗扇区的情况下描述的一个隐藏的$SU(2)$规范对称性，这是打破了真空期望值（VEV）的标量多重态。本文讨论了自发对称性破缺后$SU(2)$规范玻色子之间的一般质量关系，它是由与发展VEV的标量多重态有关的规范群表示的权决定的.然后讨论了一个五重态和三重态标量场模型，在这个模型中，隐藏规范玻色子可以通过剩余的离散$Z_2$对称性被暗物质（DM）稳定，而暗物质与介质之间的质量关系实现暗物质的共振湮灭.我们估计了残余密度和自旋无关的DM-核子散射截面，寻找允许的参数区域。
2020-12-21 hep-ph
Probing the Inert Doublet Dark Matter Model with Cherenkov Telescopes
本文详细研究了惰性暗物质二重态模型在高质量区的湮灭信号。具体地说，我们研究的前景，以观察伽马射线信号的模型在当前和预计切伦科夫望远镜考虑到索末菲效应，包括贡献的光谱伽马射线线，以及从内部韧致辐射。我们表明，目前的观测银河系中心的H.E.S.S.仪器能够排除参数空间中给出正确的暗物质遗迹丰度的区域。特别是，模型的带电和中性组件的惰性双重几乎退化的质量有很强的伽马射线信号。此外，对于暗物质粒子质量超过1 TeV，我们发现，非观测的强子化的湮灭产物所产生的光子的连续体通常给出了更强的约束模型参数比尖锐的光谱特征相关联的单色光子和内部韧致辐射过程的湮灭。最后，我们还分析了该模型的间接检测搜索和直接检测搜索之间的相互作用，得出前者的前景更有希望。特别是，我们发现即将到来的切伦科夫望远镜阵列将能够探测模型的大质量区域的重要部分。
2022-08-31 astro-ph.HE hep-ph
Relic density of Dark Matter in the Inert Doublet Model beyond Leading Order. I) The Heavy Mass Case
本文提出了一个完全重整化的惰性双态模型（IDM），并利用它精确计算了单圈暗物质（DM）的残余密度。在这第一篇论文中，我们研究的情况下，DM候选人与$m_{\rm DM} \sim 500$ GeV。在这种情况下，共湮没通道是重要的。因此，我们计算，为一个宽范围的相对速度，完整的次领先的顺序电弱修正7湮灭/共湮灭过程，贡献$\sim$ 70\%的遗迹密度DM。这些校正的横截面与{ \tt micrOMEGA}接口，以获得对冻结残留物密度的单回路校正。由于该可观测量的精确测量，单回路校正是相关的。我们讨论了一个循环的重正化方案的依赖性，并指出的影响，在一个循环，一个参数，仅描述了在黑暗的部门的散射。一个树级计算的遗迹密度是不敏感的这个参数。
2019-12-04 hep-ex hep-ph
Probing the Dark Matter of Three-loop Radiative Neutrino Mass Generation Model with the Cherenkov Telescope Array
我们调查的前景，检测暗物质（DM）的候选人在三圈辐射中微子质量产生模型扩展与大的电弱多重态的标准模型（SM）规范组，在未来成像大气切伦科夫望远镜被称为切伦科夫望远镜阵列（CTA）。我们发现，除了这样大的电弱多重导致一个相当大的索末菲增强湮灭的DM与$O(\text{TeV})$质量，到SM规范玻色子的结果在连续和线状谱的非常高的能量（VHE）的伽马射线，因此成为可观察的CTA。我们从规范耦合中的分波么正性约束和低尺度朗道极的出现，通过设定多重态的$SU(2)_{L}$同位旋的上限，确定了可行的模型。然后，考虑到银河系中心DM湮灭产生的连续VHE γ射线，我们利用CTA的灵敏度范围来探索模型的参数空间。
2021-02-23 astro-ph.HE hep-ph
Enhancement of the annihilation of dark matter in a radiative seesaw model
从中微子质量和冷暗物质的观点来看，具有惰性双重态的辐射跷跷板模型是有吸引力的。然而，如果我们将这个模型应用于解释PAMELA观测到的宇宙射线中的正电子过剩，则需要一个巨大的增强因子，尽管可以自动解释那里没有观测到反质子过剩。我们认为，该模型的扩展，以提高热平均湮灭截面，而不改变的中微子振荡和暗物质的遗迹丰度青睐的模型的功能。结果表明，该模型能较好地解释PAMELA和Fermi-LAT的实验数据。伽玛射线观测的约束进行了讨论。
2010-07-27 hep-ph
LHC constraints on large scalar multiplet models with a $Z_2$ symmetry
我们研究了扩展标准模型（SM）与惰性，复杂的标量电弱多重态，$Σ$，与同位旋T=5/2（六重态）或T=7/2（八重态）和相同的超荷SM希格斯二重态的模型的LHC搜索约束。通过引入一个全局$Z_2$对称性，使得$Σ$中最轻的成员$Σ\to -Σ$是稳定的，我们要求它是中性的（$ζ^{0,r}$）以避免带电遗迹的宇宙学约束。对生产标量的电弱相互作用，然后级联衰变到$ζ^{0,r}$，通过W和Z的排放产生的签名类似于超对称电弱gauginos，我们约束模型重铸收集这样的搜索与数据从8 TeV运行的大型强子对撞机。我们发现，有没有从这些搜索的压缩谱制度，其中最轻和最重的状态之间的质量分裂$Σ$的灵敏度小于约20 GeV。在剩余的参数空间，我们发现显着的排除$m_{ζ^{0,r}} \sim$ 80-180 GeV的六重态模型，和$m_{ζ^{0,r}} \sim$ 80-120 GeV的八重态模型。
2015-09-08 hep-ph
Lepton dark matter portal in the inert Zee model
惰性Zee模型是Zee模型在中微子质量方面的扩展。这个新模型解释了暗物质遗迹的丰度，产生了一个单圈中微子质量，并禁止了树级希格斯介导的味道改变中性电流。虽然该模型的暗物质现象与惰性偶态模型相似，但新的矢量类费米子的存在打开了轻子门户，成为一个新的暗物质湮灭通道。我们研究这样一个新的门户网站在低质量的制度的影响，并显示参数空间允许直接和间接搜索的暗物质。值得注意的是，我们发现，该地区为$m_{H^0} \lesssim$ 70 GeV的回收$λ_L \lesssim 10^{-3}$。我们还表明，未来的实验，如LZ和DARWIN可以测试模型的参数空间的大区域。
2021-02-17 hep-ph
Neutrino signature of Inert Doublet Dark Matter
在惰性双重模型及其推广的框架下，给出了地球、太阳和银河系中心暗物质湮灭产生的中微子的特征。该模型包含一个额外的希格斯双重态，其中一个中性成分被选为暗物质候选者。有三个不同的质量范围，可以获得与WMAP丰度和直接搜索的一致性：低（4 - 8 GeV），中（60 - 70 GeV）和高（500 - 1500 GeV）WIMP质量范围。第一种情况是有趣的，因为我们表明，该模型可以在同一时间给出正确的WMAP丰度和帐户的积极DAMA结果，而不矛盾的其他直接搜索。我们提出了如何在太阳捕获可以进一步限制这种情况下使用超级神冈数据。通过中微子的间接探测对于中等和高质量范围是具有挑战性的。对于前者，所谓的“铁共振”的存在引起了更大的中微子通量的WIMP质量约60 - 70 GeV，因为地球的捕获增强。在模型的粒子内容中加入轻右手马约拉纳中微子进一步增加了信号，因为它打开了一个直接湮灭通道进入单能量中微子。如果银河系中心的暗物质密度大幅提高，那么来自银河系中心的中微子可能会被检测到，成为重WIMP。
2009-11-03 hep-ph
Scalar Multiplet Dark Matter in a Fast Expanding Universe: resurrection of the desert region
我们研究的影响，一个更快的膨胀宇宙的现象学的标量暗物质（DM）与$SU(2)_L$多重态。早期的工作与辐射占主导地位的宇宙已报告存在的沙漠地区的惰性$SU(2)_L$双重和三重DM候选人，其中DM是丰富的。我们发现，存在一个更快的扩展组件之前BBN可以恢复相当大的一部分沙漠参数空间符合遗物密度的要求和其他直接和间接的搜索范围。我们还审查了新获得的参数空间的可能的对撞机搜索前景，并预测，这样的区域可能会被探测在未来的对撞机通过消失/稳定的带电轨道，提高灵敏度。
2021-07-09 astro-ph.HE hep-ph
Multicomponent Dark Matter in Radiative Seesaw Model and Monochromatic Neutrino Flux
本文考虑一个具有精确$Z_2 \times Z'_2$对称性的双圈辐射跷跷板模型，它可以稳定两个或三个暗物质粒子。该模型是一个简单的扩展的惰性标量模型的马，轻子数违反质量项的惰性标量，这是需要小的中微子质量，是在单圈水平上产生的。当存在三种以上不同的暗物质粒子时，不同的暗物质粒子的半湮灭过程不仅对它们的残余密度起重要作用，而且也是暗物质湮灭过程产生的单色中微子线的原因。单色中微子不受手征抑制，我们调查的观测可能性的单色中微子流量从太阳。
2014-11-10 hep-ph
Relic density of dark matter in the inert doublet model beyond leading order for the low mass region: 1. Renormalisation and constraints
本文是第一个系列，解决了完整的单圈修正的暗物质（DM）湮灭截面在低质量区的惰性偶极子模型（IDM）的计算。我们首先审查的重正化的模型都在一个完全的壳（OS）计划和混合计划相结合的壳（群众）和$\overline{\rm MS}$的方法时，部分不可见的宽度是封闭的，不允许使用一个完整的OS计划。所引入的混合方案的规模依赖性示出跟踪通过分析的树级横截面和$β$常数的一个特定的耦合的parametrisation。我们讨论如何最小化规模依赖。由于尺度依赖性带来的理论不确定性，我们引入了一个新的IDM微扰性判据。这一标准进一步界定了允许的参数空间，我们仔细研究，包括一系列的约束，理论和实验，特别是包括新的数据从大型强子对撞机。我们提出了一组基准点，涵盖了DM可行遗迹密度的三种不同机制：{ \it i）}共湮灭成费米子对的优势，{ \it ii）}湮灭成2个矢量玻色子，其中一个是离壳的，这需要在一个环上计算$2 \to 3$过程，{ \it iii）}湮灭通过非常窄的标准模型希格斯共振进行。由于$2 \to 3$矢量玻色子通道在所有三个通道的功能，本质上是一个建立在更简单的湮灭到OS矢量玻色子，我们研究后者在本文中详细。我们再次确认，修正后的横截面涉及一个参数，代表在黑暗的部门，树级计算不敏感的再散射。
2021-01-06 hep-ex hep-ph
Mixed Inert Scalar Triplet Dark Matter, Radiative Neutrino Masses and Leptogenesis
超荷惰性标量多重态的中性分量，当其实部和虚部具有分裂的质谱时，可以提供稳定的暗物质粒子。否则，由$Z$玻色子介导的树能级暗物质-核子散射将远远超过实验极限。在本文中，我们专注于一个混合惰性标量三重态暗物质的情况下，一个复杂的标量三重态与超荷可以混合与另一个真正的标量三重态没有超荷通过重正化耦合到标准模型希格斯偶极子。我们考虑三种特定情况，它们携带全参数空间的大部分相关特征：（i）真实三重态的中性分量在暗物质粒子中占主导地位，（ii）复杂三重态的中性分量在暗物质粒子中占主导地位;（iii）真实和复杂三重态的中性分量同样构成了暗物质粒子。在考虑暗物质残留丰度和直接探测约束的前提下，我们对允许的参数空间进行了系统的研究，特别强调了三重态-二重态项和规范相互作用之间的相互作用.在这些混合惰性标量三重态的存在下，一些由惰性费米子二重态组成的重狄拉克费米子可以在单圈水平上产生一个微小的Majorana中微子质量项，从而成功地实现了解释宇宙重子不对称性的轻子生成.
2016-11-10 hep-ph
Electroweak Multiplets as Dark Matter candidates: A brief review
本文综述电弱多重态 WIMP 暗物质的理论与实验现状，首次系统计算标量和费米子 WIMP 的热质量并纳入非微扰效应，论证几百 TeV 质量的相容性及未来探测策略。
2024-05-08 astro-ph.CO hep-ph
Capture of Electroweak Multiplet Dark Matter in Neutron Stars
如果暗物质与核子有相当大的散射截面，它就能有效地被中子星捕获。它的能量然后通过恒星内部的散射和湮灭以热量的形式转移到中子星。这种加热效应可以通过对附近古老恒星的专门温度观测来检测，为暗物质搜索提供了一种替代方法。在本文中，我们表明，对于电弱多重态暗物质，这种搜索策略可以探测参数区域，这是未来的暗物质直接探测实验所达不到的。为了系统地了解这一点，我们根据电弱电荷对此类暗物质候选物进行分类，并通过高维有效算符研究紫外物理的影响。然后，我们表明，如果紫外物理的影响是相当大的，暗物质核子弹性散射截面变得足够大，而如果它被抑制，那么DM多重态的组件之间的质量分裂得到足够小，使非弹性散射过程是可操作的。在任何情况下，电弱多重态暗物质粒子被有效地捕获在中子星中，使得对老中子星的温度观测的搜索策略很有希望。
2022-10-09 hep-ex hep-ph
Closing the window on WIMP Dark Matter
我们研究的情况下，暗物质是一个弱相互作用粒子（WIMP）嵌入在电弱多重态。特别是，我们考虑真正的SU（2）表示零超荷，自动避免直接检测约束的树级Z-交换。我们首次计算了标量和费米子WIMP的所有可计算的热质量，包括索末菲增强和束缚态的形成在领先的规范玻色子交换和发射。几百TeV的WIMP质量被证明是兼容的湮灭截面的s波么正性，和微扰性。我们还提供了所有多重态质量的理论不确定性，这对于大SU（2）多重态是重要的。然后，我们概述了在未来的实验中探索这些场景的策略。电弱3-plets和5-plets的质量高达约16 TeV，可以在高能μ子对撞机上有效地探测。我们研究各种实验签名，如单和双规范玻色子发射丢失的能量，和消失的轨道，并确定探测热暗物质质量所需的对撞机能量和光度。更大的多重态是任何现实的未来对撞机都无法达到的，但可以在未来的伽马射线望远镜中进行测试，并可能在大曝光液体氙实验中进行测试。
2022-01-18 hep-ph
Constraining the scalar singlet and inert dark matter models using neutron stars
在目前的工作中，我们研究了标量单态以及双希格斯模型惰性暗物质粒子碰撞致密天体，我们提供了第一个约束的参数空间使用中子星。这里讨论的模型的特征在于两个自由参数，即在宇宙中扮演暗物质角色的标量粒子的质量$M_χ$，以及确定暗物质粒子与标准模型希格斯玻色子相互作用强度的无量纲耦合常数$λ_χ$。通过考虑一个典型的中子星，我们能够得到取决于DM湮灭截面和自相互作用耦合常数的标量暗物质的约束。我们的研究结果表明：i）对于重DM粒子，只有当DM粒子的自湮灭可以忽略且DM自相互作用耦合常数很小时，中子星才能提供比直接探测搜索更好的边界; ii）对于轻DM粒子，除非DM粒子非常轻，否则这里得到的边界与Higgs不可见衰变的边界相当。
2017-07-19 astro-ph.HE hep-ph
A new viable region of the inert doublet model
惰性双态模型是标准模型的最小扩展，由第二个希格斯双态组成，是可以解释暗物质的最简单和最有吸引力的方案之一。在本文中，我们证明了存在一个新的可行区域的惰性双重模型具有暗物质质量之间的Mw和约160 GeV。沿着参数空间的这个先前被忽略的区域，由于不同图之间的抵消，导致暗物质湮灭成为规范玻色子（W+W-和ZZ），获得了正确的遗迹密度。首先，我们解释这些取消是如何来的，并显示了几个例子，说明了模型的参数对取消本身和预测的遗迹密度的影响。然后，我们对新的可行区域进行全扫描，并通过将其投影到几个二维平面上对其进行详细分析。最后，在这个新的可行区域内的惰性希格斯暗物质的直接和间接检测的前景进行了研究。我们发现，目前的直接检测界限已经排除了一小部分的新的参数空间和未来的直接检测实验，如氙100，将很容易探测其余部分的全部。
2010-11-05 hep-ph
Reopening the Z portal with semi-annihilations
本研究提出含暗标量二重态与复单态的多组分暗物质模型，通过半湮灭削弱Z介导散射效应，在满足直接探测约束的同时保留Z矢量相互作用，且两种组分均有望被实验探测。
2024-08-13 hep-ph
Inert Doublet Dark Matter with an additional scalar singlet and 125 GeV Higgs Boson
在这项工作中，我们考虑一个模型的粒子暗物质，一个额外的惰性希格斯偶极子和一个额外的标量单线态被添加到标准模型（SM）拉格朗日。候选的暗物质只能从惰性双重态中获得。这一个组成部分的暗物质的稳定性是通过在这个额外的惰性双重态上施加$Z_2$对称性来保证的。这个额外的单重标量有一个真空期望值（VEV），并与标准模型的希格斯二重态混合，产生两个CP偶标量$h_1$和$h_2$。我们对待这些标量之一，$h_1$，是一致的SM希格斯玻色子的质量约125 GeV的大型强子对撞机实验报告。这两个CP偶标量影响这种惰性双重暗物质的湮灭截面，导致更大的暗物质质量区域，满足观测到的遗迹密度。我们还研究了$h_1 \rightarrow γγ$和$h_1 \rightarrow γZ$的过程，并与LHC的结果进行了比较。这也被用来约束本模型中的暗物质参数空间。我们发现质量为$\frac {m_1} {2} < m_H < m_W$ GeV（$m_1 = 125$ GeV，质量为$h_1$）的候选暗物质满足LUX直接探测实验的最新边界。
2014-04-23 hep-ph
Constraints on the Inert Doublet Model of dark matter with very high-energy gamma-ray observatories
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo（圣卡洛斯物理研究所，圣保罗大学）；Department of Physics, Chung-Ang University（中央大学物理系）；Observatório Nacional（国家天文台）
本文研究了惰性双态模型在高能伽马射线望远镜数据下的约束，发现1-8 TeV范围内的暗物质粒子质量被排除，并预测CTAO将探测剩余参数空间。
2026-08-12 astro-ph.HE hep-ph
The 3-3-1 model with inert scalar triplet
我们表明，典型的3-3-1模型是自洽的，如果它们包含明确违反轻子数的相互作用。右手中微子的3-3-1模型本身可以作为一个经济的3-3-1模型作为上述标准的自然认识，同时它也导致一个惰性标量三重态（η）负责暗物质。这是由Z_2对称性保证的（这样指定，只有η是奇数，而所有其他执行经济的3-3-1模型的多重态都是偶数），它不会被真空破坏。最小的3-3-1模型可以通过类似的实现提供一个暗物质。考虑到前者，我们证明了在标准模型对称性下，η中的暗物质候选者（H_η）在有效极限下转变为单线态，并且是自然重的。当H_η质量在TeV范围内时，H_η残体密度和直接探测截面将得到正确的值。该模型预言H_η质量m_{H_η} =λ_5 \times 2 TeV，H_η-核子散射截面σ_{H_η-N}=1.56 \times 10^{-44} cm ^2，条件是新的中性希格斯玻色子比暗物质重得多。
2013-11-06 hep-ph
Hidden vector dark matter
我们证明了暗物质可以由大质量的规范玻色子组成，它的稳定性不需要手工施加任何离散或全局对称性。规范玻色子的稳定性可以通过与模型的规范对称性和粒子含量相关的保管对称性来保证。为此目的，我们考虑的粒子内容是基于一个隐藏的部门，由一个矢量多重关联到一个非阿贝尔规范组和一个标量多重根据这个规范组收费。隐藏扇区通过希格斯门四次标量相互作用与标准模型粒子相互作用，使得规范玻色子表现为热WIMPS。这可以很容易地导致观测到的暗物质遗迹密度与其他各种约束条件一致，并可以在大部分参数空间中进行实验测试。在该模型中，如果Higgs门相互作用较弱，则暗物质直接探测率和湮灭截面可以解耦。
2010-03-16 hep-ph
Solar capture and annihilation of fermionic and scalar dark matter motivated by the LUX-ZEPLIN high-recoil candidate
Università di Salerno（萨莱诺大学）；INFN – Gruppo Collegato di Salerno（意大利国家核物理研究所萨莱诺协作组）；University of Zagreb（萨格勒布大学）
受LUX-ZEPLIN高反冲候选事件启发，比较费米子与标量暗物质模型在太阳中的俘获与湮灭动力学，发现尽管总湮灭率相似，但中微子谱差异可作互补探测手段。
2026-09-24 hep-ph
A Class of Three-Loop Models with Neutrino Mass and Dark Matter
我们研究了一类中微子质量的三环模型，其中暗物质在实现质量图中起着关键作用。在这个类中最简单的模型有马约拉纳暗物质，并包括克劳斯，纳斯里和Trodden的建议，我们确定了其余的相关模型，包括可行的彩色变体。最简单的模型使用更多的多重态和/或对循环图的轻微修改，并预测惰性N重态标量暗物质。
2014-06-05 hep-ph
LHC Mono-$W/Z$ Signatures as a Probe for Dark Matter Explanations of Astrophysical Excesses
Liaoning Normal University（辽宁师范大学）；Nanjing Normal University（南京师范大学）
本文探讨了利用LHC单W/Z信号探测暗物质的机制，通过分析惰性双Higgs双态模型中的特定湮灭通道，验证了70-75GeV暗物质质量范围内的参数空间可测试性。
2026-05-08 hep-ex hep-ph
Interplay of inert doublet and vector-like lepton triplet with displaced vertices at the LHC/FCC and MATHUSLA
本文研究了$Z_2$奇的惰性Higgs二重态暗物质与类矢量轻子三重态的相互作用，通过压缩质量谱和小Yukawa耦合实现共湮灭与位移衰变，并在LHC、FCC-hh及MATHUSLA探测器中探讨无强子位移多轻子信号的探测。
2024-03-23 hep-ph
Perspective of inert quartet in the context of perturbativity and dark matter phenomenology
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）
本文研究了Z₂奇SU(2)四元组在可微性和暗物质现象学中的作用，探讨了标量势中希格斯通道和自耦合的影响，发现暗物质质量可超过15 TeV而不跨越观测到的relic。
2026-05-14 hep-ph
Kination and the Inert Doublet Model
Université Savoie Mont-Blanc（萨瓦勃朗峰大学）；New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校）；Laboratoire de Physique de Clermont Auvergne（克莱蒙奥弗涅物理实验室）；Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University（莫斯科国立大学斯科别尔钦核物理研究所）
惰性双重态模型在kination宇宙学场景中允许暗物质质量窗口，解决了暗物质过量不足的问题。
2025-12-17 astro-ph.CO hep-ph
Inert Higgs Dark Matter for CDF-II W-boson Mass and Detection Prospects
费米实验室最近以前所未有的精度测量了$W$ -玻色子质量，这表明在标准模型（SM）之外存在新的多重态。SM的最小扩展之一是引入一个额外的标量偶极子，其中非SM标量可以通过环校正来增强$W$ -玻色子质量。另一方面，在适当的离散对称性下，二重态中最轻的新标量可以是稳定的，并扮演暗物质粒子的角色。我们证明了惰性双Higgs模型可以自然地处理新的$W$ -玻色子质量而不违反其他约束，首选的暗物质质量在$54$和$74$ GeV之间。我们确定了三个可行的参数区域的热遗迹密度：$SA$共湮灭，希格斯共振，和$SS \to WW^*$湮灭。我们发现，第一个区域可以完全测试的HL-LHC，第二个区域将被严格限制的直接检测实验，和第三个区域可以产生可检测的GeV的伽马射线和反质子信号，可能已经观察到的费米-LAT和AMS-02的银河系。
2022-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Non-thermal Production of Minimal Dark Matter via Right-handed Neutrino Decay
最小暗物质（MDM）是最简单的暗物质场景之一。在MDM模型中，MDM多重态成员之间的湮灭和共湮灭过程通常非常有效，将暗物质质量推到$\mathcal{O}(10)$ TeV以上，以重现观测到的暗物质遗迹密度。出于这个小缺点，在本文中，我们考虑的MDM方案的三个右手中微子的扩展。MDM多重峰的两个具体的选择进行了研究：一个费米子$SU(2)_L$五重峰和标量$SU(2)_L$七重峰。最轻的右手中微子，具有微小的汤川耦合，在早期宇宙中从未达到热平衡，是由冻结产生的。这在暗物质和中微子物理学之间建立了联系：暗物质可以通过最轻的右手中微子在冻结后的衰变而非热产生，从而大大降低了暗物质的质量。我们讨论的现象学的非热产生的MDM，并考虑到显着的索末菲校正，我们发现，暗物质质量必须有一些特定的值，以便不与当前的界限从伽马射线观测冲突。
2015-09-29 astro-ph.CO hep-ph
Improved Electroweak Phase Transition with Subdominant Inert Doublet Dark Matter
惰性双态暗物质模型作为促进重子生成所需的强一阶电弱相变（EWPT）的一种可能手段，最近引起了人们的注意。我们通过考虑DM比希格斯质量的一半重的制度来扩展以前的结果，并且其遗迹密度由湮灭成W，Z和希格斯玻色子玻色子来确定。我们发现一个大的自然区域的参数空间的EWPT是强烈的一阶，而最轻的惰性的双重态通常只占总暗物质的0.1-3%。尽管密度很小，但它与核子的相互作用足够强，可以直接检测到，比XENON 100目前的灵敏度提高了5倍。预测希格斯衰变到两个光子的分支比降低10%。
2013-07-22 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter in the Inert Doublet Model after the discovery of a Higgs-like boson at the LHC
我们检查惰性双重模型的光的希格斯玻色子的发现，质量约为126 GeV的大型强子对撞机。我们评估单圈修正的标量质量和执行的单圈重整化群方程的数值解。要求真空稳定性，微扰性和S-矩阵酉性，我们计算的规模，该模型可以外推。由此，我们得出的约束条件的模型参数的存在下，126 GeV的希格斯玻色子。我们进行了一个改进的计算的暗物质遗迹密度与希格斯质量固定的测量值，考虑到三体和四体的最终状态所产生的规范玻色子在暗物质湮灭的离壳生产的影响。讨论了与直接探测暗物质有关的问题，特别是强子不确定性的作用。对于满足所有模型约束条件的情形，给出了对有趣的衰变模式h ->γγ的预测，并讨论了在这个模型中，带电惰性标量对这种衰变率的潜在增强与暗物质的性质之间的关系.我们还应用LHC限制希格斯玻色子衰变到不可见的最终状态，这提供了额外的限制的质量的暗物质候选人。最后，我们提出了三个基准点，捕捉相关现象学的不同方面。
2013-09-25 hep-ph
Novel Gamma-ray Spectral Features in the Inert Doublet Model
惰性双重态模型包含一个中性的稳定粒子，它是一个很好的暗物质候选者。本文讨论了当暗物质质量大于$W$玻色子质量时，该模型在伽马射线中的间接特征。我们发现，除了在湮灭成两个弱规范玻色子的无特征的伽马射线光谱，该模型一般预测一个独特的光谱特征，从内部韧致辐射过程$H^0 H^0 \rightarrow W^+ W^- γ$。我们讨论了在何种条件下产生的光谱特征，我们构建了一些基准点，兼容所观察到的遗物密度和所有其他直接和间接的检测实验，这导致了尖锐的伽马射线功能从内部韧致辐射。
2013-09-24 astro-ph.HE hep-ph
Studying dark matter with MadDM: lines and loops
本文介绍MadDM新版本，实现了圈诱导暗物质湮灭过程的全自动计算，重点研究单色伽马射线谱线，并结合Fermi-LAT和HESS数据约束Inert Doublet Model参数空间。
2021-11-12 hep-ph
Minimal semi-annihilating $\mathbb{Z}_N$ scalar dark matter
我们研究了由$\mathbb{Z}_N$对称性稳定的惰性双重态和复杂标量单重态的暗物质。该场含量是允许$N > 2$的无量纲半湮灭耦合的最小场含量。我们认为明确的$\mathbb{Z}_3$和$\mathbb{Z}_4$的情况下，并考虑到微扰性，么正性，真空稳定性，电弱$\mathbb{Z}_N$保持真空的必要性是全球最低，电弱精度测试，上限直接检测和希格斯玻色子的属性的限制。暗扇区粒子的共湮灭和半湮灭以及暗物质转换显著地改变了宇宙丰度和直接探测现象。
2014-03-19 astro-ph.CO hep-ph
