超弱相互作用暗物质

我们研究了一种新型暗物质，其与普通物质的耦合自然地被抑制，至少比弱相互作用弱一个数量级。尽管存在超弱相互作用，但这类大质量粒子（XWIMP）如果其质量接近MSSM最轻态的质量，则可以通过共湮灭满足WMAP遗迹密度约束。我们确定了适当扩展的mSUGRA模型中与WMAP3对XWIMP的约束一致的参数空间区域。给出了超对称粒子质量的图，这些图可以在LHC上进行检验。我们还分析了分析对顶夸克质量的敏感性。作为一个显式模型的例子，我们展示了这种形式的暗物质可以在MSSM的某些$Z'$扩展中产生。具体来说，我们考虑了一个阿贝尔扩展，其中规范对称性通过隐藏扇区中的Fayet-Iliopoulos D项自发破缺。完整模型的最轻超对称粒子（LSP）来自额外的$U(1)_X$扇区，由于实验约束，其与标准模型粒子的耦合是超弱的。在R宇称守恒的情况下，新的XWIMP是冷暗物质的候选者。在某个极限下，该模型简化为没有Higgs机制的MSSM扩展，并且可以轻松构建具有类似特征的更广泛模型范围。