隔离暗物质的有效场论起源

本研究旨在揭示有效场论（EFT）框架中具有非最小隔离暗扇区（DS）的场景。为此，我们考察了类型-X双希格斯二重态模型（2HDM）的一个合适扩展，作为隔离DS的潜在起源。DS包含一个暗物质（DM）候选者和一个中介粒子“$a$”，并具有一些非最小特征。它通过多种dim-6四费米子算符非热地布居，这些算符通过积分掉更重的希格斯粒子有效生成。分析进一步关注DS内部发生的碰撞过程$\textit{DM}+ a \leftrightarrow a + a$和$\textit{DM}+ \textit{DM} \leftrightarrow a + a$的后果。我们研究了使用EFT方法追踪DS温度演化的意义。在当前框架内，观测到的DM遗迹丰度可以通过暗冻结和冻结机制实现。此外，我们通过考虑所涉及耦合的微扰性，同时再现观测到的DM遗迹并满足成功的大爆炸核合成（BBN）和$\gamma$射线搜索的约束，描绘了相关参数的允许范围，即DM质量（$m_\chi \gtrsim 20 \, \text{GeV}$）、门户耦合（$C_\tau \lesssim 10^{-14}\, \text{GeV}^{-2}$）和DS耦合（$\lambda \lesssim 10^{-6} \,\text{GeV}^{-2}$）。