复合标量暗物质

我们表明，暗物质 (DM) 可以是一种轻复合标量 $\eta$，它作为伪 Nambu-Goldstone 玻色子 (pNGB) 出现在 TeV 能标的强耦合扇区中。这种态自然出现在希格斯玻色子也是复合 pNGB 的情景中，例如 $O(6)/O(5)$ 模型；这些模型具有特别强的预测能力，因为 $\eta$ 的低能相互作用由对称性考虑所决定。我们确定了参数区域，其中 $\eta$ 具有所需的 DM 残留密度，同时满足来自 LHC 希格斯搜寻以及 DM 直接搜寻的约束。复合性除了能解释标量粒子的轻质性外，还能增强 DM 散射率，从而为近期带来极佳的发现前景。对于希格斯质量 $m_h\simeq 125$ GeV 且 pNGB 特征标度 $f \lesssim 1$ TeV 的情况，我们发现 DM 质量要么为 $m_\eta \simeq 50-70$ GeV（此时 DM 湮灭由希格斯共振驱动），要么在 100-500 GeV 范围内（此时 DM 与希格斯的导数相互作用占主导地位）。在前一种情况下，希格斯玻色子衰变为两个 DM 粒子的不可见衰变可能会削弱 LHC 的希格斯信号。