暗原子及其衰变组分

宇宙的非重子暗物质可能由新的稳定带电粒子组成，这些粒子通过普通库仑相互作用以各种形式的重中性“暗原子”束缚在一起。现有模型为暗原子组分的主导形式和次主导形式提供了自然的实现。在 Walking Technicolor 框架下，稳定的负双电荷技术轻子 $\zeta^{--}$ 的电荷不对称过剩和亚稳但长寿命的正双电荷技术重子 $UU^{++}$ 的电荷不对称过剩，可以与观测到的重子不对称性一起在早期宇宙中产生。如果 $\zeta$ 的过剩比 $UU$ 的过剩高出几个数量级，暗物质可能主要由 $\zeta$ 与原初氦形成的核相互作用 O-氦（$OHe$）束缚态 $He\zeta$ 暗原子组成。尽管稀疏，这次主导组分可能导致可观测效应，因为技术重子 $UU$ 的轻子衰变会产生两个正电荷轻子，这与中性粒子衰变中产生的相反电荷轻子对形成对比。我们表明，如果 $UU\zeta$ 组分占总暗物质密度的比例约为 $10^{-6}$，$UU^{++}$ 的质量约为 1 TeV，寿命约为 $10^{20}$ s，那么暗物质次主导组分 $UU\zeta$ 中 $UU^{++}\rightarrow e^+ e^+, \mu^+ \mu^+, \tau^+ \tau^+$ 的衰变可以解释宇宙射线中观测到的高能正电子过剩。通过模型参数优化拟合最近的 AMS-02 数据，预测的这种长寿命双电荷粒子的质量范围对其在 LHC 上的搜寻提出了挑战。（摘要删节）