非弹性 $B-L$ 标量暗物质与 LUX-ZEPLIN 事件
Inelastic $B-L$ scalar dark matter and the LUX-ZEPLIN event
- University of Alabama（阿拉巴马大学）
- Hokkaido University（北海道大学）
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中文总结 AI 辅助
该研究提出非弹性标量暗物质模型，通过共振湮灭和规范耦合解释LZ实验的2.6σ高能反冲事件，预测截面与观测一致，并可由未来对撞机检验。
中文摘要 AI 辅助
我们表明，先前在规范 $U(1)_{B-L}$ 对称性中提出的非弹性标量暗物质（DM）模型自然解释了 LUX-ZEPLIN（LZ）合作组最近报告的 $2.6\sigma$ 高能反冲事件。为满足热 relic 丰度，需要 TeV 级标量暗物质 $S$，其质量 $m_S \simeq m_{Z'}/2$ 用于共振湮灭，规范耦合常数 $g_{B-L} \sim 0.5$，其中 $m_{Z^\prime}$ 是 $U(1)_{B-L}$ 规范玻色子 $Z^{\prime}$ 的质量。由此预测的暗物质-核子非弹性截面 $\sigma_\mathrm{SI} \sim 10^{-45}$ cm${}^2$ 与 LZ 事件高度吻合。该场景可通过未来对撞机对 $Z^\prime$ 玻色子共振的搜索进行决定性检验。
英文摘要
We show that our previously proposed inelastic scalar dark matter (DM) model in gauged $U(1)_{B-L}$ symmetry naturally accounts for the $2.6σ$ high-energy recoil event recently reported by the LUX-ZEPLIN (LZ) collaboration. To satisfy the thermal relic abundance, TeV-scale scalar DM $S$ with $m_S \simeq m_{Z'}/2$ for resonant annihilation and the gauge coupling constant $g_{B-L} \sim 0.5$ are required, where $m_{Z^\prime}$ is the mass of $U(1)_{B-L}$ gauge boson $Z^{\prime}$. The resulting predicted DM-nucleon inelastic cross section of $σ_\mathrm{SI} \sim 10^{-45}$ cm${}^2$ is in excellent agreement with the LZ event. This scenario can be decisively tested for future collider searches for $Z^\prime$ boson resonance.
