具有轻量与超轻量 Stückelberg 轴子的暗物质

在具有反常 $U(1)$ 规范对称性的有效场论模型中，可以自然产生质量从毫电子伏范围到超轻的可变态子类粒子（axion-like particles）情形。这些模型包含定义轴子与规范反常耦合的维数-5算符。它们在普通规范理论领域内实现了此类粒子的模型，这些模型规避了普通（Peccei-Quinn）轴子通常的质量/耦合约束，并且是自然的暗物质候选者。作为这些模型的示例，我们概述了其中两种情形。其中一种围绕次最小超对称标准模型（NMSSM）构建，称为 USSM-A 模型，它说明了如何利用 Stückelberg 超多重态产生两个暗物质候选者：一个含有来自 Stückelberg 扇区的轴子中性微子（axino）成分的中性微子（neutralino），加上轴子（$\textrm{Im}\, b$）。复 Stückelberg 场的实部携带类伸缩子（$\textrm{Re}\, b\, FF$）相互作用。在第二个非超对称模型中，Stückelberg 尺度被提升至大统一理论（GUT）时期。此时轴子质量可为超轻（$\sim 10^{-20}$ eV）。在 GUT 相变处生成的周期势及其相应振荡与一个德布罗意波长可为亚星系尺度的粒子相关。对超对称情形也可作类似分析。