由与引力非最小耦合引起的暗物质衰变

我们考虑在弯曲时空中用暗物质粒子扩展的标准模型，其动机在于当前暗物质的唯一证据是通过其引力相互作用获得的，并且我们研究了拉格朗日量中线性依赖于暗物质场且与Ricci标量成正比的项对暗物质稳定性的影响。我们表明，即使暗物质粒子仅具有引力相互作用，这种“引力门户”也会诱导衰变，并且衰变到标准模型粒子的分支比仅依赖于一个自由参数：暗物质质量。我们详细研究了作为暗物质候选者的单态标量情形，其由于离散的$Z_2$对称性在平坦时空中被假设为绝对稳定，但由于与引力的$Z_2$破缺非最小耦合，其在弯曲时空中可能衰变。我们计算了暗物质衰变宽度，并基于实验对非最小耦合参数设定了保守限制。这些限制非常严格，表明必须存在额外的机制来保护单态标量免遭通过该引力门户衰变。