130 GeV暗物质与费米伽马射线线
摘要
基于费米伽马射线谱中来自银河系中心附近的一个峰的初步证据，有人提出质量约为130 GeV的暗物质直接湮灭为光子，其截面比热遗迹密度所需的截面小约24倍。我们提出了一个简单的粒子物理模型，其中暗物质是标量X，通过与携带电荷的标量多重态S的耦合lambda_X X^2|S|^2，使得XX -> gamma gamma通过虚S在单圈级发生。我们预测由于XX-> gamma Z，在114 GeV处存在第二个单色光子峰。S在隐藏扇区SU(N)或QCD下有色，以帮助提高XX -> gamma gamma截面。与希格斯玻色子的类似耦合lambda_h h^2 |S|^2可以自然地使h -> gamma gamma的部分宽度增加一个与其标准模型值相当的量，正如CMS最近的测量所暗示的那样。由于隐藏扇区SU(N)（或QCD），S与其反粒子结合形成S介子，这些介子将在对撞机中成对产生，然后主要衰变为XX、hh或SU(N)的胶球，后者随后衰变为光子。X与核子的截面接近Xenon100的上限，表明它应该很快被直接探测发现。
引用
@article{arxiv.1205.2688,
title = {130 GeV dark matter and the Fermi gamma-ray line},
author = {James M. Cline},
journal= {arXiv preprint arXiv:1205.2688},
year = {2013}
}
备注
5 pages, 5 figures. v2: fixed error concerning EWPD; S becomes SU(2)_L singlet. Main results and predictions unchanged. v3: discussed need for S to decay. v4: elaborated S decay mechanism and collider signatures; v5: added WW and ZZ annihilation channels for relic density, and new XENON100 limit