具有多重自旋-2场的暗物质情形

我们研究无鬼多重度规理论，涉及 $(N+1)$ 个张量场，与物质耦合且最大整体对称群为 $S_N\times(Z_2)^N$。其质量谱包含一个无质量模（引力子）和 $N$ 个有质量自旋-2模。其中一个有质量模因最重而独特，其余 $(N-1)$ 个有质量模彼此完全相同。因此所有相关物理均可从 $N=2$ 情形理解。聚焦此情形，我们计算到三阶的完整微扰作用量，并推导出在微扰论所有阶成立的若干特征。较轻的有质量模不与物质耦合，且有质量模均不衰变为无质量引力子。我们提出较轻的有质量粒子作为暗物质候选者，并在物质耦合由无质量引力子主导的参数区域研究其现象学。有质量自旋-2的遗迹密度可源于冻结产生机制或引力粒子产生，给出两种不同的暗物质情形。允许的参区域与仅含一个有质量自旋-2场的情形大不相同，且更易被实验触及。