111 和 128 GeV 谱线的简单方案
高能物理 - 唯象学
2013-08-21 v2 高能天体物理现象
摘要
最近在来自银河系中心及未关联点源的 Fermi-LAT 数据中，发现了能量约为 111 和 128 GeV 的伽马射线谱线证据。许多解释提出暗物质粒子对湮灭为 gamma gamma 和 gamma Z，但这些通常需要非常大的耦合常数或几种新粒子质量间的神秘巧合来拟合信号强度。我们提出了一种简单的新颖解释，其中暗物质是一个新态多重态的一部分，由于对称性，所有这些态的质量都接近 260 GeV。两个暗物质粒子湮灭为该多重态中的一对中性粒子，随后衰变为 gamma gamma 和 gamma Z。例如，可以拥有一个伪 Nambu-Goldstone 玻色子三重态，包含带电π介子和一个中性π介子，其中带电π介子因在新 U(1) 对称性下的电荷而稳定，而略轻的中性π介子态则衰变为 gamma gamma 和 gamma Z。此类模型的对称结构解释了产生类线形光子所需的近简并质量以及观测到的大流量。中性态的可调寿命使得此类模型能够避开直接探测或对撞机实验的约束，而这些实验通常能限制大多数其他解释。然而，对中性π介子寿命的核合成约束固定了新多重态与标准模型之间所需的最小耦合。预测能谱不是一条线，而是一个宽度约为几 GeV 的箱型谱，该宽度小于但量级上接近 Fermi-LAT 的分辨率。
引用
@article{arxiv.1209.1097,
title = {A Simple Recipe for the 111 and 128 GeV Lines},
author = {JiJi Fan and Matthew Reece},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.1097},
year = {2013}
}
备注
5 pages, 3 figures; v2: slightly expanded discussion, to appear in Phys Rev D