New Constraints on Higgs-portal Scalar Dark Matter
最简单的希格斯门标量暗物质模型,其中一个真正的标量单线态被添加到标准模型,已被重新审视,考虑到从微扰的约束,在早期宇宙的电弱真空稳定性,暗物质直接检测,和希格斯不可见的衰变在大型强子对撞机。结果表明,{ \it共振质量区}被完全排除,{ \it高质量区}被缩减为窄窗口$1.1$ ~TeV $\leq m_{s} \leq$ $ 2.55$ ~ TeV,如果进一步施加微扰,则其略微缩减为$1.1$ ~TeV $\leq m_{s} \leq$ $ 2.0$ ~ TeV.这种{ \it高质量范围}可以通过氙1 T实验完全检测到。
2015-11-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Scalar Quintuplet Minimal Dark Matter with Yukawa Interactions: Perturbative up to the Planck Scale
我们在实标量五重态最小暗物质模型中遇到了微扰问题。在最初的模型中,五重四次自耦合不可避免地会在$\sim 10^{14}$ GeV的尺度上撞击朗道极点,远低于普朗克尺度。为了推高这个朗道极点尺度,我们扩展了一个费米子五重态和三个费米子单重态,它们通过汤川相互作用耦合到标量五重态。在$\sim 10^{10}$ GeV的尺度上涉及这样的汤川相互作用不仅可以保持所有耦合微扰到普朗克尺度,而且还可以通过I型跷跷板机制解释中微子质量的小。此外,我们确定的条件,微扰性和真空稳定性都保持到普朗克尺度的参数区域的青睐。
2019-01-07 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
The scalar Singlet-Triplet Dark Matter Model
我们考虑一个冷暗物质模型,它结合了一个真正的标量单线态和一个真正的标量$SU(2)_L$三线态场,这两个都是居住在一个全球$Z_2$对称的奇数表示。模型的参数空间由WMAP和Planck数据推断的暗物质丰度、直接暗物质搜索实验LUX的最新结果、LEP-I的Z玻色子衰变宽度和耦合参数的微扰性所约束。研究了剩余参数空间的唯象性。我们发现,该模型允许DM群众附近的电弱规模和各种衰变的情况。
2014-05-07 astro-ph.CO hep-ph
Renormalization Group Running of the Minimal Leptophilic Dark Matter Model toward a UV Completion
Hokkaido University(北海道大学);Kogakuin University(工学园大学);Hokkaido Information University(北海道信息大学)
研究最小轻子ophilic暗物质模型中耦合常数的重整化群运行,探讨其在高能标下的perturbative性和真空稳定性,并提出暗物质质量下界和实验测试的可能性。
2025-11-27 hep-ph
Phenomenology of Dark Matter from A4 Flavor Symmetry
我们研究了一个模型,其中暗物质是稳定的Z2宇称,结果从相同的非阿贝尔离散味对称性,占所观察到的中微子混合模式。在我们的A4例子中,标准模型被三个额外的希格斯二重态所扩展,Z2宇称作为电弱对称破缺后A4自发破缺的残余而出现。我们进行分析的参数空间的模型一致的电弱精度测试,对撞机搜索和微扰。我们确定的区域与所观察到的遗迹暗物质密度兼容,我们提出了直接和间接的暗物质搜索实验中的检测前景。
2011-05-05 astro-ph.CO hep-ph
Baryogenesis and Dark Matter with Vector-like Fermions
我们表明,矢量类费米子可以作为宇宙中的暗物质候选人,同时也发挥了至关重要的作用,在电弱重子通过贡献的障碍,在单圈热标量势。为了使新的费米子产生一个强大的一阶相变,我们表明,一个需要相当大的汤川耦合在新的部门,这是强烈的电弱精密测试和微扰性的约束。暗物质候选者和希格斯玻色子之间的强耦合直观地导致遗迹密度的小值和暗物质直接检测界限的问题。然而,当考虑模型的最一般实现时,我们发现参数空间中的区域尊重所有当前的约束,并且可以同时解释这两个谜团。
2013-11-05 astro-ph.CO hep-ph
RGE of a Cold Dark Matter Two-Singlet Model
通过单圈阶重整化群方程研究了冷暗物质(DM)的双单重态模型的微扰性和真空稳定性,该模型是在标准模型的基础上扩展了两个实规范单重态标量场.然后,我们研究参数空间中模型可行的区域。为此,我们要求模型再现所观察到的DM遗迹密度丰度,符合测得的氙100直接检测上限,并符合RGE微扰和真空稳定性标准高达$40\mathrm{TeV}$。当物理Higgs粒子$h$与辅助场的混合角$θ$和DM-$h$互耦常数$λ_{0}^{(4)}$很小时,我们发现辅助场质量被限制在$116\mathrm{GeV}-138\mathrm{GeV}$区间,而DM质量主要被限制在$57\mathrm{GeV}$以上的区域.增加$θ$可以丰富现有的生存区域,而不会重新定位它们,而增加$λ_{0}^{(4)}$可以通过微小的重新定位缩小它们。我们表明,该模型与最近由ATLAS和CMS实验发现的类希格斯玻色子是一致的,而非常轻的暗物质(质量低于$5\mathrm{GeV}$)被同样的实验排除。
2013-04-14 hep-ph
SIMP dark matter with gauged $Z_3$ symmetry
我们考虑一个复杂的标量场作为SIMP暗物质的模型与规范$Z_3$离散对称性出现的残余黑暗的本地$U(1)$。暗物质(DM)湮灭主要是通过3-2散射,由于DM立方耦合与DM四次耦合或$Z'$规范和暗希格斯耦合。研究表明,轻$Z'$规范玻色子使DM在冻结时与热等离子体处于动力学平衡,并影响DM残余密度和DM自相互作用的微扰性/么正性约束.我们发现大的DM自相互作用与解决小尺度结构问题和解释最近在Abell 3827星系团中观察到的DM晕分离是一致的。从SIMP条件,DM自相互作用,$Z'$搜索,DM直接/间接检测实验,和希格斯信号模型的各种界限,也进行了讨论。
2015-08-25 astro-ph.CO hep-ph
The simplest case of dark inflaxion
本文提出名为 dark inflaxion 的五维模型,利用轴子样粒子的 Kaluza-Klein 模式同时描述宇宙暴胀和暗物质,通过简单自然地选择四维有效场的质量尺度,同时容纳了暴胀参数和暗物质丰度的可观测值。
2023-10-10 astro-ph.CO hep-ph
Direct Detection of Leptophilic Dark Matter in a Model with Radiative Neutrino Masses
我们考虑了暗物质(DM)和辐射中微子质量产生的电弱尺度模型。尽管DM具有亲轻子性质,与夸克和胶子没有直接耦合,但与核的散射是通过光子交换在1圈水平上引起的。实际上,存在电荷-电荷、偶极-电荷和偶极-偶极相互作用。我们调查的参数空间一致的约束中微子质量和混合,带电轻子味违反,微扰,和正确的DM丰度的热生产,并计算预期的事件率DM直接检测实验。我们发现,目前的数据从XENON 100开始限制某些区域的允许的参数空间,而未来的数据从XENON 1 T有可能显着探测模型。
2012-03-17 astro-ph.CO hep-ph
Vacuum stability from vector dark matter
我们研究了一个矢量暗物质与复标量希格斯门的模型。用二圈水平的重整化群方程分析了真空的微扰性和稳定性。我们施加实验和理论上的限制模型,并发现在参数空间中的区域一致的暗物质遗迹丰度推断从普朗克数据和边界DM核子散射截面从氙和LUX实验。
2015-10-12 hep-ph
Next to new minimal standard model
我们提出了一个对标准模型的最小扩展,它可以解释宇宙中的暗物质、小中微子质量和重子不对称性、暴胀和暗能量的现有实验数据,实现规范耦合统一。规范耦合统一可以解释电荷量子化,并可以通过引入六个新场来实现。我们利用现有的实验数据研究了该模型的真空稳定性、耦合微扰性和正确的暗物质丰度。
2013-11-20 hep-ph
Plausible constraints and inflationary production for dark photons
本文研究暗光子的约束与产生机制,证明暗Higgs质量不能任意放松对动能混合参数的约束,提出暴胀后通过暗Higgs随机错位衰变产生暗光子暗物质的机制,并给出暗光子介导轻暗物质热冻结情形下动能混合参数的新下界。
2025-08-19 astro-ph.CO hep-ph
Sterile neutrino dark matter: relativistic freeze-out
本文研究惰性中微子暗物质在暗扇区中的冻结机制,利用完整量子统计分布函数分析相对论性冻结条件,发现其仅存在于较小参数空间,但允许暗物质质量高达 $10^4$ TeV 且不破坏微扰性。
2023-05-08 astro-ph.CO hep-ph
Predestined Dark Matter Varieties in the Simplest Left-Right Model
在标准模型的最简单的左右扩展中,粒子相互作用有一个标量双重态和一个$SU(2)_R$三重态,用于跷跷板式的马约拉纳中微子质量,添加各种费米子和标量多重态自动使它们成为稳定的(预定的)暗物质候选者。我们讨论了这个黑暗的合奏在遗迹丰度和直接搜索的相互作用。
2021-12-10 hep-ph
Dirac dark matter with a charged mediator: a comprehensive one-loop analysis of the direct detection phenomenology
我们分析了一个玩具模型的直接检测信号,该模型由一个狄拉克暗物质粒子通过标量介质耦合到一个标准模型费米子。在所有的情况下,暗物质粒子都是通过一个圈引起的电磁矩和电弱矩,以及通过希格斯玻色子的一个圈交换,从核子上散射出去的。此外,根据模型的细节,散射也可以通过标量介体的交换在树的水平上介导,或者通过胶子-胶子相互作用在一个回路上介导。我们表明,热产生的暗物质粒子,从LUX实验对这些方案的电流限制是非常强的,即使是暗物质耦合到轻子。我们还讨论了XENON 1 T和达尔文的未来前景,我们认为,多吨氙探测器将能够探测几乎整个参数空间的模型与热生产和微扰性一致。我们还简要讨论了我们的结果的银河系GeV过剩的暗物质解释的影响。
2015-05-29 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter in the Simplest Little Higgs Model
我们调查的最简单的小希格斯(SLH)模型的一个变化是不变的离散$\CZ_2$对称性。我们强加这种对称性的动机是它暗示的两种暗物质候选者,标量$η$和重中微子。我们研究的可行性,这两个候选人使用标准的遗迹丰度计算。最后讨论了直接检测的前景。
2006-02-22 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
Dark matter in a Simplest Little Higgs with T-parity model
作为标准模型的延伸,小希格斯模型可能为超对称性提供一个可行的替代方案。在小希格斯模型中引入离散的$Z_2$对称性(被称为T宇称)后,它们也包含了一个有希望的暗物质候选者。在最简单小希格斯T宇称模型中研究了作为暗物质候选者的重中微子。首先,我们计算模型的参数空间上的遗迹密度约束,然后讨论SLHT暗物质的对撞机签名。
2009-03-27 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
Core Fragmentation in Simplest Superfluid Dark Matter Scenario
我们在标量暗物质模型中研究了星系晕的结构,暗物质具有排斥的四次自相互作用,能够在高密度区域发生超流相变。我们表明,热化的核心是容易破碎成超流液滴由于牛仔裤不稳定性。此外,由于天体物理大小的核心可能只会产生时,大多数的粒子组成的晕驻留在一个高度简并的相空间,众所周知的约束暗物质自相互作用截面推断从碰撞的集群需要进行修订,占由于简并的相互作用速率的增强。因此,kpc大小的超流孤子的产生,在参数子空间符合子弹团的约束,要求暗物质粒子是超轻的。
2021-09-07 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The Simplest Dark-Matter Model, CDMS II Results, and Higgs Detection at LHC
由CDMS II合作组进行的暗物质直接搜索实验观测到了两个候选事件。虽然这些事件不能被解释为弱相互作用大质量粒子(WIMP)暗物质(DM)存在的重要证据,但CDMS II的总数据已导致WIMP-核子自旋无关截面的上限得到改进。我们研究了这些结果对最简单的WIMP DM模型SM+D的一些影响,SM+D扩展了标准模型(SM),增加了一个真正的SM单线态标量场,称为暗子扮演DM的角色。我们发现,虽然CDMS II数据排除了相当大一部分的参数空间的模型,参数空间的很大一部分仍然是允许的。我们得到了暗子质量、暗子-核子截面、希格斯玻色子的质量及其不可见衰变的分支比之间的强关联。我们指出,在大型强子对撞机的希格斯不可见的分支比的测量可以解除一些可能的模糊性,在确定从直接DM搜索的暗子质量。
2010-04-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The simplest scoto-seesaw model: WIMP dark matter phenomenology and Higgs vacuum stability
在最简单的暗-跷跷板模型中,我们分析了电弱破缺、中微子和暗物质现象的一致性。通过将最小暗区添加到最简单的“缺失伙伴”I型跷跷板上,我们可以得到中微子振荡长度的物理图像:“大气”质量尺度来自树级跷跷板,而“太阳”尺度则由暗区介导的辐射诱导。我们确定的参数区域与理论的限制,以及暗物质遗迹丰度和直接检测搜索。利用双圈重整化群方程,我们探讨了真空的稳定性和暗宇称对称性的一致性。无中微子双β衰变振幅也有一个下限。
2021-06-22 hep-ex hep-ph
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
$Z_3$ Scalar Dark Matter with Strong Positron Fluxes
我们探讨了一类简化的扩展标准模型包含一个复杂的单重标量作为暗物质的候选人伴随着一个矢量状轻子作为调解人,都负责下一个新的$Z_3$对称性。在其最简单的形式中,新物理学仅与右手电子耦合,并且该模型能够在高达几TeV的电弱尺度周围容纳正确的暗物质遗迹丰度,从而避开了微扰、对撞机和暗物质搜索的最强约束。此外,该模型是能够提高自然正电子通量的几个数量级,呈现盒形谱。这个框架打开了许多唯象的可能性,取决于新领域的量子电荷分配。
2023-01-24 astro-ph.HE hep-ph
EWSB from the soft portal into Dark Matter and prediction for direct detection
标量暗物质(DM)可以与希格斯玻色子--进入DM的“软”入口--有维度的耦合,这被预测为不受SO(10)大统一理论的抑制。维数耦合可以很大,μ/v >> 1,而不破坏低能理论的微扰性,直到GUT尺度。我们表明,软门户DM自然触发辐射EWSB通过大1-循环DM修正的有效电位。在这种情况下,EWSB,DM热冻结截面和DM在核上的散射都是由相同的耦合,预测DM质量范围为700 GeV< M_{DM} < 2 TeV。与自旋无关的直接探测截面与目前的实验灵敏度相当,可以解释CDMS II的反冲事件。
2009-12-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Two-Component Dark Matter with an SU(2) Dark Sector
Key Laboratory of Quark and Lepton Physics (MoE) and Institute of Particle Physics, Central China Normal University(夸克与轻子物理教育部重点实验室和粒子物理研究所,华中师范大学)
本文提出一个包含非阿贝尔SU(2)规范对称性的暗扇区扩展标准模型,通过自发对称破缺后的残余Z3对称性产生稳定的双组分暗物质候选者,并分析其满足理论及实验约束的可行参数空间。
2026-06-03 hep-ph
Dark Matter in a Singlet Extended Inert Higgs Doublet Model
在这项工作中,我们考虑了一个扩展的标准模型(SM)与一个惰性的希格斯偶极子和一个真正的标量单线态,以解决周围的暗物质(DM)的起源问题。在该模型中,CP-奇数和CP-偶数中性惰性组分中最轻的组分起着DM候选者的作用,其中模型参数受到许多理论和实验约束。这些约束包括真空稳定性、微扰性、LEP负搜索、电弱精确检验、Higgs双光子、Higgs不可见和Higgs未定衰变、DM遗迹密度和DM直接探测边界。使用这些约束,我们发现,这些模型的允许参数空间是相当大的,可以在即将到来的对撞机和天体物理搜索探索。
2022-11-16 hep-ph
Simplest Scoto-Seesaw Mechanism
通过结合最简单的(3,1)版本的跷跷板机制包含一个单一的重“右手”中微子的暗物质的最小暗生的方法,我们提出了一个理论的中微子振荡。“大气”质量尺度在树的水平上从跷跷板产生,而“太阳”振荡尺度通过涉及“暗区”交换的环路辐射出现。这种简单的装置给出了中微子振荡长度的清晰解释,有一个可行的WIMP暗物质候选者,并暗示了无中微子双β衰变速率的下限。
2018-12-18 hep-ph
Scalar Representations in the Light of Electroweak Phase Transition and Cold Dark Matter Phenomenology
用惰性$SU(2)_L$标量偶对扩展标准模型的最小Higgs扇区,可以提供轻暗物质候选者,同时诱导强相变来解释重子生成。然而,没有对称性原因来阻止使用具有更高$SU(2)_L$表示的标量的扩展。通过对模型参数的随机扫描,我们发现在弱电物理约束、强一级弱电相变和可能存在亚TeV冷暗物质的情况下,高阶表示比惰性二重态更不受欢迎.这是通过计算一般微扰行为和影响电弱相变的更高的代表性相比,惰性的双重模型。明确的相变和冷暗物质现象的背景下,惰性三重态和四重态表示用于详细说明。
2014-02-07 hep-ph
Renormalization group equation analysis of a pseudoscalar portal dark matter model
通过单圈级的重整化群方程分析,研究了具有Dirac暗物质候选者的赝标门暗物质模型的真空稳定性和微扰性.该模型有一个特殊的特点,可以逃避直接检测上限XENON100测量,甚至从计划的实验XENON1T。我们首先在参数空间中找到可行的区域,这将产生正确的DM遗物密度,并符合希格斯物理的约束。我们表明,对于一个给定的质量的赝标量,混合角起着不显着的作用,在运行的耦合。然后我们研究了在混合角$θ= 6^\circ$下各种赝标质量的耦合的运行,并找到了暗耦合的有效尺度$λ_{d}$。根据我们对截断尺度的选择,将确定最终的可行参数空间。
2017-08-29 hep-ph
The Simplest and Most Predictive Model of Muon $g-2$ and Thermal Dark Matter
长期存在的$4.2 \, σ$ μ子$g-2$异常可能是一种新粒子的结果,这种粒子也可以耦合到暗物质并在早期宇宙中调解其湮灭。在模型中,μ子和暗物质在$U(1)_{L_μ-L_τ}$规范对称性下都带有相等的电荷,相应的$Z^\prime$可以解决观测到的$g-2$异常,并产生可接受的暗物质遗迹丰度,依赖于通过$Z^\prime$共振发生的湮灭。一旦$(g-2)_μ$的值和暗物质丰度都固定下来,这个模型就几乎没有剩余的自由度了,这使得它具有很高的预测性。我们提供了一个全面的分析这种情况下,确定一个可行的范围内的暗物质质量约10和100兆电子伏,这完全属于几个基于加速器的实验,包括NA62,NA64 $μ$,$M^3$,和沙丘的预计灵敏度。此外,这一质量范围的部分预测的贡献$ΔN_{\rm eff}$,可以改善早期和晚期的哈勃常数测量之间的紧张关系,并可以测试阶段4 CMB实验。
2022-04-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Inflation and dark matter in two Higgs doublet models
我们考虑了两个Higgs二重态与引力非最小耦合的标准模型推广中的Higgs暴胀。在希格斯扇区中存在近似的整体U(1)对称性时,中性希格斯玻色子玻色子的径向和角向模都驱动暴胀,其中在角向模上的适当初始条件下,大的非高斯性是可能的。我们还讨论了单场暴胀的情况,其中U(1)对称性破缺为Z_2子群。我们表明,通货膨胀的约束,微扰性和稳定性条件限制的参数空间的希格斯四次耦合在低能量的多场和单场的情况下。本文讨论了低能时Z_2对称性不破缺的惰性偶态模型,证明了超中性的希格斯玻色子是符合暴胀约束的暗物质候选者。在多场暴胀中,双重态暗物质总是重的,而在单场暴胀中,由于共湮灭的抑制,双重态暗物质可以变轻。根据最近LHC对希格斯质量的限制,还讨论了额外的四次耦合对真空稳定性界的影响。
2012-04-16 astro-ph.CO hep-ph
The Dark Sequential Z' Portal: Collider and Direct Detection Experiments
我们重新审视马约拉纳费米子作为暗物质候选者的地位时,一个连续的Z'规范玻色子支配的暗物质现象。直接的暗物质探测信号来自于泡室和液体氙探测器上的暗物质-核散射,以及冰立方实验测量的来自太阳的中微子通量,这是由自旋相关的暗物质-核散射控制的。在对撞机方面,LHC寻找双轻子和单喷流+丢失的能量信号发挥着重要作用。还讨论了遗迹密度和扰动要求。通过利用暗物质的互补性,我们概述了参数空间的区域,其中可以成功地有一个马约拉纳暗物质粒子在目前和计划的实验灵敏度。
2017-08-02 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Excited bound states and their role in dark matter production
本文研究高度激发束缚态对早期宇宙暗物质数密度演化的影响,提出可处理百万级束缚态过程的高效方法,并在superWIMP机制中发现激发态使媒介子持续耗减至衰变,从而放宽暗物质质量约束。
2023-11-29 astro-ph.CO hep-ph
Dirac dark matter in $U(1)_{B-L}$ with Stueckelberg mechanism
本文研究了标准模型的$U(1)_{B-L}$规范推广,其中规范玻色子质量由Stueckelberg机制产生.三个右手中微子的加入抵消了规范反常,从而解释了中微子质量。一个新的狄拉克费米子可能是一个WIMP暗物质,它与SM扇区的相互作用是由新的规范玻色子介导的。假设规范耦合的微扰性达到普朗克尺度,我们发现只有共振区对暗物质丰度是可行的。在应用当前普朗克实验的$ΔN_{eff}$约束、对撞机搜索约束以及暗物质的直接探测极限之后,我们观察到暗物质的$B-L$电荷满足$|Q_χ|>0.11$。假设右手中微子在早期宇宙中与SM扇区一起热化,这样的场景可能会被计划中的CMB-S4实验所最终探测。
2020-01-13 hep-ph
Two component dark matter with inert Higgs doublet: neutrino mass, high scale validity and collider searches
本工作的思想是研究在多粒子暗扇区和重右手中微子存在的情况下,从高尺度有效性(Higgs真空的绝对稳定性和微扰性)出发,对暗物质(DM)允许的参数空间的约束,以解决正确的中微子质量问题。我们说明了一个简单的两个组件DM模型,由一个惰性$SU(2)_L$标量双峰和标量单线态,都稳定的额外的$\mathcal{Z}_2 \times \mathcal{Z}^{'}_2$对称性,这也有助于真空稳定性。我们证明了DM-DM相互作用有助于实现一个大的允许的参数空间的DM组件,通过逃避直接搜索约束。高标度有效性对模型提出了进一步的限制,例如,在惰性双重态的带电和中性分量之间的质量分裂,这对它在大型强子对撞机(LHC)上的轻子签名具有重要意义。
2020-02-15 hep-ph
Two Higgs Doublet Dark Matter Portal
我们研究了一个费米子暗物质模型,其中暗区和可见区的相互作用是由希格斯门型耦合介导的。具体地说,我们考虑了混合的暗扇区标量与标量的两个希格斯双重模型扩展的标准模型。由于标量交换将导致自旋无关的暗物质-核子散射截面,这样的模型可能受到严格的直接检测约束。此外,新的带电标量的加入引入了非平凡的味道约束。尽管如此,这个模型允许更多的自由比一个标准的希格斯门户场景涉及一个单一的希格斯偶极子,和许多有趣的参数空间是不是很好地近似一个简化模型与一个单一的标量介体。我们进行了详细的参数扫描,以确定满足直接检测,味道,精密电弱,稳定性和微扰性约束的质量和耦合参数,同时仍然通过热冻结产生正确的遗物密度。
2018-01-18 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
Higgs-portal Scalar Dark Matter: Scattering Cross Section and Observable Limits
从暗物质自相互作用对大尺度结构形成的影响出发,研究了最简单的Higgs门暗物质模型.我们显示的共振和大质量区域的直接检测极限。最后,我们还比较了这些限制在LHC和氙1T实验。
2016-11-22 astro-ph.CO hep-ph
Hidden SU(2)_D vector dark matter with a scalar septuplet
本文提出了一个TeV尺度下基于SU(2)_D规范对称性的矢量暗物质模型。引入标量七重态自发破缺SU(2)D对称性。七联体也扮演着标准模型和暗区之间的入口的角色。我们发现四次耦合$λ_3$的符号对应着两种不同的真空位形,从而产生了不同的规范玻色子的质量谱。对于$λ_3<0$,规范玻色子的质量是分裂的,而对于$λ_3\geq0$,质量是简并的。我们还研究了耦合的RG演化,发现微扰性和真空稳定性可以在参数空间上设置严格的界限。在唯象方面,我们考虑了包括暗物质直接探测、间接探测、遗迹密度和希格斯耦合测量在内的实验约束。我们发现,有参数空间生存从所有的约束,他们可以在未来的暗物质的直接和间接探测实验进行测试。
2022-09-05 hep-ph
Closing in on minimal dark matter and radiative neutrino masses
我们研究了单圈辐射中微子质量模型,其中一个超标准模型场是超荷零费米子五重态(最小暗物质)或超荷零标量七重态。通过对所有可能的单圈模型进行系统分类,我们发现了各种过程,这些过程使这些表象(暗物质)的中性成分在宇宙学上不稳定。因此,我们的研究结果表明,这些情况下,一般不调和与暗物质的稳定性,除非微小的耦合或额外的特设对称性假设,在最小的暗物质模型的稳定性完全是由于标准模型规范对称性。对于一些基于高阶循环的变体,我们发现$α_2$在相当低的尺度上达到朗道极点,这与模型本身的特征尺度相差几个数量级。因此,我们认为,这些变化虽然符合暗物质的稳定性和唯象的约束是很难调和的微扰性标准。
2016-05-27 hep-ph
Thermal Dark Matter Through the Dirac Neutrino Portal
研究了热暗物质通过中微子入口湮灭为标准模型中微子的简单模型。一个(伪)狄拉克无菌中微子作为可见光和暗区之间的媒介,而近似的轻子数对称性允许一个大的中微子汤川耦合,反过来,有效的暗物质湮灭。暗区由两个粒子组成,一个是狄拉克费米子,另一个是复标量,它们在对称性下带电,确保了暗物质的稳定性。该模型的一个一般性预测是一个具有大的活性-无菌混合角的无菌中微子,其衰变主要是不可见的。我们从直接探测实验、对撞机、稀有介子和τ衰变、电弱精密测试和小尺度结构观测中得出现有的限制和未来的预测。随着这些唯象测试,我们调查的后果微扰和标量质量微调模型参数空间。一个简单的,保守的计划,以面对各种测试与热文物目标的概述,我们证明了宇宙学动机的参数空间已经受到约束。我们还确定了这种情况下,如多体K介子衰变和Drell-Yan生产的$W$玻色子在大型强子对撞机的新探针。
2017-09-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Indirect dark matter searches with neutrino telescopes via energetic cosmic showers
SRM University-AP(SRM大学安得拉邦分校);Indian Association for the Cultivation of Science(印度科学培育协会);Hokkaido University(北海道大学)
研究暗物质湮灭产生高能中微子通量的可能性,通过U(1)扩展标准模型和Dirac暗物质候选者,利用中微子望远镜观测数据约束模型参数,并考虑宇宙弦振动引力波等额外限制。
2026-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Global Study of the Simplest Scalar Phantom Dark Matter Model
我们提出了一个全球性的研究最简单的标量幻影暗物质模型。模型的最佳拟合参数是通过同时施加(i)WMAP的遗迹密度约束,(ii)直接实验XENON 100的225个活日数据,(iii)基于矮球状卫星星系的Fermi-LAT间接探测的γ射线通量上限,如果运动学允许希格斯玻色子衰变为一对暗物质,则希格斯玻色子候选者的质量约为125 GeV,其不可见分支比不大于40%。然后,利用该参数空间预测了γ射线湮没截面,以及在大型强子对撞机上单-b喷注、单荷轻子和双荷轻子加丢失能量三种过程的事件率,并计算了模型中μ子的反常磁偶极矩.
2012-10-23 astro-ph.HE hep-ph
New LUX and PandaX-II Results Illuminating the Simplest Higgs-Portal Dark Matter Models
LUX和PandaX-II合作组采用氙基探测器对暗物质进行的直接搜索,最近提出了迄今为止关于暗物质与核子自旋无关的弹性散射的最严格限制。对于希格斯门标量DM模型,新的结果已经排除了任何可能性,容纳低质量DM所建议的DAMA和CDMS II Si实验利用其他靶材料,即使在调用同位旋破坏DM与核子的相互作用。在最简单的模型SM+D中,SM+D是标准模型加上一个名为暗子的实单重标量作为DM候选者,LUX和PandaX-II的极限排除了DM质量大约从4到450 GeV,除了在希格斯质量一半的共振点周围的小范围,那里的相互作用截面接近中微子背景层。在THDM II+D(与暗子相结合的II型两希格斯双重态模型)中,由于在某些值下DM与核子的有效相互作用被抑制,因此可以恢复SM+D中被直接搜索排除的区域希格斯耦合与上夸克和下夸克的比率,使相互作用显着Isospin违反。然而,在这两个模型中,如果125 GeV的希格斯玻色子是暗区和SM区之间的入口,那么小于50 GeV左右的DM质量已经被LHC对希格斯不可见衰变的约束所排除。在THDM II+D中,如果较重的$CP$ -甚至是希格斯玻色子是入口,那么来自微扰性、真空稳定性和么正性要求的理论限制反而变得重要,并且排除了100 GeV以下的大部分区域。对于较大的DM质量,THDM II+D具有丰富的参数空间,对应于中微子背景地板下的相互作用截面,因此…
2016-12-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Vacuum stability, neutrinos, and dark matter
受LHC发现125 GeV左右的标准模型Higgs质量的启发,我们研究了包括中微子和暗物质在内的标准模型Higgs标量的真空稳定性和微扰度.在SM规范对称性和SM Higgs势的最小变化的指导下,我们分别考虑了中微子扇区(I型和III型跷跷板机制)和DM扇区(实标量单线态(暗子)和最小暗物质(MDM))的两种扩展.暗子对Higgs四次耦合$λ$的$β$函数有积极的贡献,并能在高尺度下稳定SM真空.与SM中的顶夸克类似,我们发现不稳定性的原因对重中微子与希格斯玻色子玻色子之间新的汤川耦合的大小敏感,即跷跷板机制的尺度。MDM和III型跷跷板费米子三重态是$SU(2)_{L}$群的两种非平凡表示,它们将对规范耦合$g_{2}$重整化群(RG)的演化产生额外的正贡献,并有助于电弱真空的高尺度稳定.
2012-04-11 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
Complex Scalar Singlet Dark Matter: Vacuum Stability and Phenomenology
我们分析了单圈真空稳定性,微扰性和唯象约束的标准模型(SM)标量部门包含标量暗物质候选人的复杂单重扩展。我们研究真空稳定性的考虑使用规范不变的方法,并与传统的规范依赖的程序进行比较。我们表明,如果新的物理存在TeV尺度,真空稳定性分析和实验的限制,从暗物质部门,电弱精密数据,LEP允许一个希格斯类标量的质量范围内允许的最新结果从CMS和ATLAS和一个较轻的单线态标量与SM粒子弱耦合。如果在更高的能量尺度之前没有新的物理学出现,那么真空稳定性分析和唯象学约束(特别是电弱精确数据)之间可能会有很大的张力,以至于轻希格斯和单重态质量的复杂单重态扩展将被排除。我们评论的标量与~125 GeV的质量和未来的ATLAS看不见的衰变搜索的可能影响。
2012-04-12 hep-ph
Scalar dark matter multiplet of global $O(N)$ symmetry
本文研究两类整体 $O(N)$ 标量暗物质模型,结合实验与宇宙学约束划定参数空间,并比较其真空稳定性和耦合微扰性。
2024-10-29 hep-ex hep-ph
Signatures of Synchrotron Radiation from the Annihilation of Dark Matter at the Galactic Centre
通过在标准模型中引入一个狄拉克费米子和一个实赝标,提出了一个费米子暗物质模型.费米子暗物质粒子通过希格斯门与标准模型扇区相互作用,通过五维相互作用项,也通过赝标量相互作用项。然后,通过使用真空稳定性和微扰性条件以及LHC约束来约束模型的参数空间。它们最终受到普朗克关于暗物质遗迹密度的结果的限制。然后确保模型满足直接检测限。然后,我们探讨的框架内的模型,可能的签名同步辐射从银河系中心区域的暗物质的湮灭时,最终产品是$e^+e^-$。我们认为,从射电望远镜即SKA,GMRT和Jodrell银行望远镜的观测数据,并比较我们的计算同步辐射通量密度与他们也与这些实验预测的结果。我们预测,如果像GMRT,SKA这样的低频射电望远镜工作在我们计算得到的峰值频率上,应该会得到更好的均方根灵敏度。
2019-06-04 hep-ph
Effect of Degenerate Particles on Internal Bremsstrahlung of Majorana Dark Matter
由暗物质的湮灭或衰变引起的伽马射线可能是它的确凿证据。特别是,由马约拉纳内部韧致辐射和真实标量暗物质产生的伽马射线是有希望的,因为它可以是尖锐伽马射线的主要发射。然而,在马约拉纳暗物质的情况下,它的内部韧致辐射的截面不能大到足以通过未来的伽马射线实验观察到,如果所观察到的遗迹密度被假定为热产生的。在本文中,我们引入了一些具有Majorana暗物质的简并粒子,并指出它们导致了截面的增强。结果表明,在不影响遗迹密度的情况下,截面的密度有可能增加一个数量级左右,并将在未来的伽玛射线实验中得到验证,如:伽马400和切伦科夫望远镜阵列(CTA)。此外,还讨论了微扰性、AMS实验对正电子的观测以及直接寻找暗物质的限制。
2015-09-21 astro-ph.HE hep-ph
Simple Theory of Chiral Fermion Dark Matter
我们提出了一个具有暗扇形$SU(2)_D$规范对称性的同位旋3/2费米子的手征费米子暗物质(DM)理论,这可以说是最简单的手征理论。同位旋3标量将$SU(2)_D$分解为离散的非阿贝尔群$T'$并产生DM质量。$SU(2)_D$规范对称性保护DM质量并保证其稳定性。我们推导了该理论的相容性条件,并研究了其DM现象学。在某些地区的理论参数的两个组件DM的情况下实现,由费米子和玻色子,与玻色子是最轻的$T'$非单态字段。在单组分费米子DM的情况下,我们发现,内部一致性的理论,微扰参数,和所观察到的遗物丰度限制DM质量小于$280$ GeV,除了当$s$通道共振区域是开放的湮灭。对于参数空间的重要部分,该理论可以在LZ和XENONnT实验中在DM直接检测信号中进行测试。
2021-01-30 hep-ph