尺度无关性 3-3-1-1 模型中的暗物质

我们提出了一个具有 3-3-1-1 规范对称性的尺度无关模型，包含全宇宙尺度的seesaw机制，用于所有费米子质量。该规范群的离散剩余部分——物质parity——稳定了一个费米子暗物质候选者。标量介质包含两个三重子，构成破坏 3-3-1 对称性的最少数目，以及两个标量singlet。通过引入额外的矢量型夸克，跨越所有费米子子代的seesaw机制的普遍实现，部分解释了电子、夸克以及中微子质量层级的观察结果。我们将最轻的 $P_M$-奇异费米子 $f_\mathrm{d}$ 标识为可行的暗物质候选者。该费米子满足引力密度约束和自旋无关散射约束，其质量范围为 $160 \, \textrm{GeV} \lesssim m_{f_\mathrm{d}} \lesssim 520$ GeV。该范围依赖于对称性破缺尺度 $v_\chi$，且由于对 $\rho_0$ 参数的 LEP 限制，存在下界 $v_\chi \gtrsim 3.6$ TeV。$f_\mathrm{d}$ 的自旋无关散射截面与 LZ 和 PandaX-4T 的实验限制相吻合，其中一些参数空间接近即将到来的实验（如 XLZD 和 PandaX-xT）的灵敏度，这为探测提供了有前景的机遇。