无隐扇区激发暗物质产生的3.55 keV谱线
高能物理 - 唯象学
2015-04-29 v1 宇宙学与河外天体物理
高能天体物理现象
摘要
暗物质粒子可以散射到稍重的状态、该状态迅速衰变为较轻状态和光子（称为激发暗物质，XDM）的模型，已被证明能够产生从星系团观测到的3.55 keV谱线，同时抑制来自较小晕（包括矮星系）的该谱线通量。在文献讨论的大多数XDM模型中，这种上散射由一个新的轻粒子介导，且暗物质湮灭进入该相同轻粒子对。在这些模型中，暗物质与媒介粒子有效地居于隐扇区之内，与标准模型没有可观的耦合。本文中，我们探究一个不包含隐扇区的XDM模型。相反，暗物质既通过近共振交换一个 GeV的赝标量来实现上散射和湮灭，该赝标量对暗物质具有大的汤川耦合，对标准模型费米子具有较小但不可忽略的耦合。暗物质与媒介粒子各自是标准模型单态与 双重态的混合。我们确定了参数空间，其中该模型能同时产生3.55 keV谱线与从银河系中心观测到的伽马射线超出，且与来自对撞机、直接探测实验或矮星系观测的限制不相冲突。
引用
@article{arxiv.1501.03496,
title = {A 3.55 keV Line from Exciting Dark Matter without a Hidden Sector},
author = {Asher Berlin and Anthony DiFranzo and Dan Hooper},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.03496},
year = {2015}
}