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用标量暗物质和规范化的 U(1)_{L_e-L_μ} 相互作用解释 DAMPE 数据

高能物理 - 唯象学 2018-06-06 v4

摘要

受近期 DAMPE 实验在 e+ee^+e^- 宇宙射线能谱中观测到的峰值结构启发,我们考虑一个具有规范化 U(1)LeLμU(1)_{L_e-L_\mu} 对称性的标量暗物质(DM)模型,这是通过邻近子晕中暗物质湮灭潜在解释该峰值的最简无反常理论。我们利用过程 χχZZllˉllˉ\chi \chi \to Z^\prime Z^\prime \to l \bar{l} l^\prime \bar{l}^\prime(其中 χ\chiZZ^\primel()l^{(\prime)} 分别表示标量暗物质、新规范玻色子以及 l()=e,μl^{(\prime)} =e, \mu)来产生 e+ee^+e^- 能谱。通过将预言能谱与实验数据拟合,我们在 68%68\% 置信水平(C.L.)下得到偏好的暗物质质量范围 mχ3060100+80GeVm_\chi \simeq 3060^{+80}_{-100} \, {\rm GeV} 以及 ΔmmχmZ14GeV\Delta m \equiv m_\chi - m_{Z^\prime} \lesssim 14 \, {\rm GeV}。此外,我们确定了该模型能解释峰值同时满足暗物质遗迹丰度、暗物质直接探测和对撞机界限约束的参数空间。我们得出结论:我们所考虑的模型能够解释该峰值,尽管其与来自 LEP-II 对 mZm_{Z^\prime} 界限(源于 e+eZe+ee^+e^- \to Z^{\prime\ast} \to e^+ e^- 截面测量)的约束存在张力。

关键词

引用

@article{arxiv.1712.01244,
  title  = {Explaining the DAMPE data with scalar dark matter and gauged $U(1)_{L_e-L_\mu}$ interaction},
  author = {Junjie Cao and Lei Feng and Xiaofei Guo and Liangliang Shang and Fei Wang and Peiwen Wu and Lei Zu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1712.01244},
  year   = {2018}
}

备注

15 pages, 4 figures