暗物质现象学：从简化 WIMP 模型到精细替代解

现代物理学最令人困惑的问题之一是确认宇宙中存在的非相对论性物质组分的性质，其贡献了超过 25$\%$ 的总能量预算，即所谓暗物质。弱相互作用大质量粒子（WIMPs）是最受青睐的暗物质候选者之一。然而，鉴于探测信号尚无定论以及来自对撞机、直接探测与间接探测实验的强约束，本论文在简化暗物质模型背景下给出了 WIMP 范式若干实现的约束。进一步讨论了考虑扩展规范结构的更精细模型，例如涉及广义 Chern-Simons 耦合的构造，以及由近期观测到的与 $R_{K^{(*)}}$ 可观测量相关的味反常所启发的特定 WIMP 情景。本论文第二部分致力于讨论一种替代的暗物质热产生机制，其中在非阿贝尔隐规范结构背景下探讨了强相互作用大质量粒子（SIMPs）范式的显式实现。最后一部分，研究了通过“冻结入”机制非热产生暗物质组分的可能性，并以暗物质密度产生由重自旋-2 场连同标准引力子共同介导的特定情形，说明了宇宙暴胀后再加热阶段对此类构造的强烈影响。