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暗物质有效场论:全局分析

高能物理 - 唯象学 2016-10-12 v1 高能天体物理现象

摘要

我们给出实标量和复标量暗物质候选者的有效场论描述的全局拟合。我们同时考虑所有由暗物质双线性项和夸克与胶子场规范不变组合构成的维6算符。我们通过结合Planck宇宙微波背景数据、LUX直接探测极限和费米大面积望远镜间接探测极限,推导实(五参数)和复(七参数)标量暗物质模型的自由模型参数约束。我们发现对于实标量,间接暗物质搜索不支持低于100 GeV的暗物质粒子质量。对于复标量暗物质粒子,由于存在导致p波湮灭且不贡献于自旋无关散射截面的算符,当前数据影响有限。尽管当前数据不足以强烈约束理论参数空间,我们通过假设费米大面积望远镜观测到的朝向银心的伽马射线超出完全源于暗物质湮灭,展示了我们的形式体系重建与实际暗物质探测相容的理论参数的能力。请注意该超出很可能源于毫秒脉冲星等天体物理源。我们发现通过有效场论算符相互作用的标量暗物质原则上可解释银心超出,但在实标量情形下此种解释与矮星系伽马射线非探测强张力。复标量情形下有足够自由度缓解张力。

关键词

引用

@article{arxiv.1603.05994,
  title  = {Effective Field Theory of Dark Matter: a Global Analysis},
  author = {Sebastian Liem and Gianfranco Bertone and Francesca Calore and Roberto Ruiz de Austri and Tim M. P. Tait and Roberto Trotta and Christoph Weniger},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1603.05994},
  year   = {2016}
}

备注

20 pages, 5 figures