对撞机与宇宙中的 $A_4$ 对称性

当今两个令人困惑的事实是观测到的费米子质量与混合模式，以及非重子暗物质的存在，这两者通常都与更高能标下的标准模型扩展有关。在本文中，我们考虑利用味对称性 ${\mathbb A}_4\times {\mathbb Z}_2\times {\mathbb Z}_2^\prime$ 来解决这两个问题，该模型此前已被证明能通过特定的纹理解释巨大的轻子混合。该模型包含 3 代 $SU(2)_L$ 二重态标量场，排列成 ${\mathbb A}_4$ 三重态，自发破缺电弱对称性；以及一个由 ${\mathbb Z}_2$ 奇宇称场组成的“暗区”，包含一个 Majorana 中微子和一个 ${\mathbb A}_4$ 三重态 $SU(2)_L$ 二重态标量场，其中最轻者提供了暗物质候选者。关于 ${\mathbb Z}_2$ 偶宇称标量场，与标准模型相比，我们预言了在电弱能标处存在额外的场。因此，我们研究了来自轻子味破坏实验的当前现象学约束，得出额外标量质量的下限为 140 GeV。此外，我们考虑了斜参数、希格斯玻色子衰变特性以及 LHC 上可能的味破坏信号。关于“暗区”，我们研究了暗物质搜寻实验的约束，并确定了与观测到的遗迹密度相容的暗物质候选者的参数空间。我们发现两个允许的暗物质质量范围，实验约束可在其中得到满足：低质量范围为 47 GeV 至 74 GeV，高质量范围为 600 GeV 至 3.6 TeV。