多态暗物质湮灭能否解释高能宇宙线轻子反常？
摘要
具有小质量劈裂并与轻隐藏扇区玻色子耦合的多态暗物质模型已被提出用于解释PAMELA/Fermi/H.E.S.S.的高能轻子过剩。我们在具体模型框架下研究了这一提议，该模型包含二重态或三重态暗物质以及一个与标准模型超荷混合的隐藏SU(2)规范扇区，并考虑了广泛的暗物质密度轮廓。规范耦合的下限由暗物质遗迹密度决定，而Sommerfeld增强因子对于给定的暗物质和规范玻色子质量M、mu以及(最大的)暗物质质量劈裂delta M_{12}是可显式计算的。由于暗物质速度轮廓的径向依赖性，银河系中心的Sommerfeld增强比太阳附近更强，这加强了逆康普顿伽马射线约束相对于通常假设的限制。我们发现，对于M ~ 800 GeV、mu ~ 200 MeV以及具有非尖点Einasto参数alpha > 0.20、r_s ~ 30 kpc的暗物质轮廓，PAMELA/Fermi/H.E.S.S.的轻子过剩与模型预测以及CMB和Fermi伽马射线约束勉强兼容。我们还发现，湮灭暗物质必须仅占总暗物质质量密度的次主导(< 0.4)成分，否则由Sommerfeld增强导致的增强因子会过大。
引用
@article{arxiv.1005.1779,
title = {Can multistate dark matter annihilation explain the high-energy cosmic ray lepton anomalies?},
author = {Marco Cirelli and James M. Cline},
journal= {arXiv preprint arXiv:1005.1779},
year = {2015}
}
备注
20 pages, 12 figures; v2: Corrected branching ratio for ground state DM annihilations into leptons, leading to boost factors that are larger than allowed. Added explicit results for doublet DM model. Some conclusions changed; main conclusion of tension between inverse Compton constraints and N-body simulations of halo profiles is unchanged