兄弟双生 Higgs 模型中的共散射/共湮灭暗物质

在许多解决等级问题的模型中会自然出现暗物质候选者。在能够解释大型强子对撞机(LHC)上新物理信号缺失的兄弟双生 Higgs 模型中，存在若干可行的暗物质候选者。本文中我们研究质量范围约 0.1--10 GeV 的双生中微子作为暗物质。热遗迹密度由双生中微子、双生 tau 轻子与双生光子之间若干湮灭和散射过程的相互作用决定，取决于这些过程冻结温度的次序。除了由双生 tau 湮灭控制遗迹密度的常见共湮灭情形外，若双生中微子散射进入双生 tau 的冻结早于双生 tau 湮灭，则该模型可实现最近发现的共散射相。我们还提供了一种计算中间区域中热遗迹密度的方法，其中共湮灭与共散射过程均对暗物质密度的决定有贡献。我们展示了在参数空间不同区域的各种情形中均可获得适量的暗物质。文中讨论了来自直接探测、宇宙学与天体物理限制、暗光子搜寻以及对撞机上位移衰变的当前实验约束及对未来参数空间的探测。