来自粒子物理的暗物质候选者与探测方法

暗物质的本质是天体物理学和粒子物理学的核心问题之一。过去，主要的粒子候选者是冷且无碰撞的，通常预言在粒子对撞机中产生丢失能量信号。然而，最近的进展极大地扩展了具有充分动机的候选者名单以及暗物质可能的特征信号。本综述首先简要总结了粒子物理标准模型及其悬而未决的问题。随后，我们讨论了由这些问题引出的几种暗物质候选者，包括WIMPs、superWIMPs、轻引力微子、隐藏暗物质、惰性中微子和轴子。对于上述每一种候选者，我们批判性地审视了其粒子物理动机，并介绍了它们预期的产生机制、基本性质，以及对直接探测、间接探测、粒子对撞机和天体物理观测的影响。即将开展的实验将发现或排除其中许多候选者，而这一进展可能会开启对最大与最小可观测长度尺度研究之间前所未有的协同时代。