t 通道暗物质简化模型的全面探索

我们分析了六类 t 通道暗物质简化模型，其中标准模型场内容被一个带色介质粒子和一个暗物质态扩充。两个新态被强制具有一个新宇称下的奇性，而所有标准模型场取偶性以保证暗物质稳定性。我们研究了新粒子自旋与暗物质自共轭性质的数种可能性，为简洁起见聚焦于暗物质与右手中微子（注：原文为 up quark，应为右-handed up quark，右手上夸克）耦合的模型构型。我们探究了当前与未来宇宙学、天体物理和对撞机搜寻如何限制这六类模型的参数空间，并强调了这些探测手段间的强互补性。我们的结果表明，具有复（非自共轭）暗物质场的情形仅由宇宙学与天体物理即可排除，避免这些限制的唯一可能是援引极弱耦合及诸如转换驱动冻结等机制。对于自共轭暗物质模型，介质粒子与暗物质质量被推入 TeV 能区深处，介质粒子质量下限达 3 至 4 TeV，暗物质质量下限达 1 至 2 TeV。参数空间的很大部分中这些强限制由同号介质粒子对产生驱动，这一通道迄今未被嵌入 t 通道暗物质模型解释的实验分析所考虑。