用 $L_\mu - L_\tau$ 模型解释暗物质与 $B$ 衰变反常

我们提出一个基于对 $L_\mu - L_\tau$ 对称性进行规范化的暗区模型，该模型解决了 $b \rightarrow s \mu^+ \mu^-$ 衰变中的反常现象，并具有一个粒子暗物质候选者。该暗物质候选粒子是一个 vector-like Dirac fermion，与 $L_{\mu}-L_{\tau}$ 对称性的 $Z^\prime$ 规范玻色子耦合。我们计算了暗物质的热遗迹密度、其成对湮灭截面以及受圈抑制的暗物质-核子散射截面，并将我们的预测与当前和未来的实验结果进行比较。我们证明，在考虑 $B_s$ 介子振荡、暗物质直接探测和 CMB 的限制后，该模型具有高度预测性：$B$ 物理反常和一个质量约为 $\sim (5-23)$~GeV 的可行粒子暗物质候选者，只能容纳于参数空间中一个受严格约束的区域，对未来的实验测试有明确的预测。如果允许暗物质具有小于 SM 轻子的 $L_\mu-L_\tau$ 荷，则参数空间的可行区域将扩大。