超出动力学混合的矢量暗物质吸收
高能物理 - 唯象学
2023-08-16 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
大质量矢量粒子是极简的暗物质候选者，推动了广泛的实验室搜寻，主要利用假想的与光子的动力学混合。然而，取决于高能场内容，矢量暗物质 (VDM) 与可见粒子的主要耦合可能出现在更高算符维度，这促使人们努力预测更一般相互作用的直接探测率。在此，我们首次计算了 VDM 通过其同电子电偶极矩 (EDM) 或磁偶极矩 (MDM) 的耦合的吸收，这可以在标准模型的最小扩展中实现，并通过 eV–MeV 质量范围内的多种机制产生观测到的丰度。我们计算了 MDM 和 EDM 模型对一般靶标的吸收率，随后推导了当前所用靶标：Si 和 Ge 晶体以及 Xe 和 Ar 原子的直接探测约束。我们发现当前实验已对对应于宇宙学冻入情形的 VDM 参数空间敏感，而未来实验将能够完全排除再加热温度低于电弱尺度的 MDM 和 EDM 冻入模型。此外，我们发现虽然对 MDM 相互作用的约束可与类轴子粒子的约束相关联，但 EDM 模型则不然，因此后者的吸收率必须从第一性原理计算。为此，我们更新了公开程序 EXCEED-DM 以执行这些新计算。
引用
@article{arxiv.2303.11344,
title = {Absorption of Vector Dark Matter Beyond Kinetic Mixing},
author = {Gordan Krnjaic and Tanner Trickle},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.11344},
year = {2023}
}
备注
23 pages, 3 figures; v2: updated to match published version