通过有效场论将暗物质紫外完备模型与直接探测率联系起来
高能物理 - 唯象学
2015-04-21 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
对 WIMP 的直接探测对远低于弱能标的物理敏感。在缺乏轻介子的情况下，应用仅考虑暗物质 (DM) 与标准模型 (SM) 场相互作用的有效场论 (EFT) 方法是富有成效的。我们考虑了一个单态费米子 WIMP 以及在介子质量标度处产生的直至维度 6 的有效算符，这些介子介导了 DM 与 SM 的相互作用。我们执行了一圈重整化群演化 (RGE) 分析，将这些有效算符从介子质量标度演化到直接探测所探测的核子标度。我们将结果应用于具有 DM 速度抑制相互作用、DM 仅与重夸克耦合、亲轻子 DM 和希格斯门户的模型，若无我们的分析，这些模型将不会受到直接探测界限的约束。值得注意的是，发现这些模型的大片参数空间区域因 SM 圈诱导的自旋无关耦合而被排除。除了这些示例外，我们强调更一般的单态费米子 WIMP 可重整化模型可以匹配到我们的 EFT 框架中，并且随后的模型无关 RGE 可用于计算直接探测率。我们的结果使我们能够正确连接约束 WIMP 模型所涉及的不同能标，并将直接探测的信息与其他互补搜索（如对撞机和间接探测）结合起来。
引用
@article{arxiv.1411.3342,
title = {Connecting Dark Matter UV Complete Models to Direct Detection Rates via Effective Field Theory},
author = {Francesco D'Eramo and Massimiliano Procura},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.3342},
year = {2015}
}
备注
22 pages + appendices, 11 figures; v2, improved numerics, references added, typos corrected; v3, minor changes, journal version