双组分暗物质的极小模型

我们提出并研究了一种新的双组分暗物质极小模型。该模型仅包含三个额外场：一个费米子和两个标量，它们均为标准模型规范群的单态。其中两个场（一个费米子和一个标量）在 $Z_2$ 对称性下为奇，这使得它们同时保持稳定。因此，这两种粒子均对观测到的暗物质密度有贡献。该模型类似于单态标量模型与单态费米子模型的结合，但具有其自身的一些新特征。我们详细分析了其暗物质现象学。关于遗留密度，主要的新颖之处在于一种暗物质粒子湮灭为另一种暗物质粒子的可能性，这会显著影响预测的遗留密度。关于暗物质探测，我们识别出一种新的贡献，它可能导致标量暗物质粒子的自旋无关截面增强或抑制。最后，我们定义了一组与所有当前界限相容的五个基准模型，并考察了它们在计划实验中的直接探测前景。该模型的一个普遍特征是，两种粒子均能在 1 吨级直接探测实验中产生可观测信号。事实上，此类实验将能够探测到占比仅为百分之一量级的次主导暗物质组分。