隐暗物质扇区、暗辐射与 CMB
高能物理 - 唯象学
2016-01-18 v2 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 理论
摘要
我们考虑这样的理论：暗物质由弱标度质量的热遗迹组成，但其与标准模型（SM）的耦合过小，无法产生观测到的丰度。相反，丰度由湮灭为在 SM 规范相互作用下不带任何电荷的轻隐扇区态所设定。在此情形下，来自直接探测与间接探测以及来自对暗物质对撞机搜寻的约束可轻易满足。此类轻隐态的质量若其为南部-戈德斯通玻色子、费米子或规范玻色子，则可受对称性保护。这些态随后可作为暗辐射对宇宙能量密度做出贡献，导致宇宙微波背景（CMB）中的可观测信号。此外，根据轻隐扇区态是否自相互作用，自由流动的总能密度份额要么减小要么增大，从而对 CMB 各向异性的标量分量和张量分量产生特征效应，使得这两种情况得以区分。这些信号的大小取决于隐扇区中轻自由度的数量，以及其从动理学上与 SM 退耦的温度。我们考虑了一个实现该情形的简单模型，其基于这样一个框架：SM 与隐扇区最初通过希格斯门户处于热平衡，并且我们表明所产生的信号与最近的 Planck 结果相容，同时大到足以在诸如 CMBPol 与 CMB Stage-IV 等即将进行的实验中被探测到。对撞机上希格斯玻色子到隐扇区态的不可见衰变可为此模型提供互补探测。
引用
@article{arxiv.1505.04192,
title = {A Hidden Dark Matter Sector, Dark Radiation, and the CMB},
author = {Zackaria Chacko and Yanou Cui and Sungwoo Hong and Takemichi Okui},
journal= {arXiv preprint arXiv:1505.04192},
year = {2016}
}
备注
15 pages, 5 figures. Version published in PRD