超过 $e^-e^+$ 阈值的费蒂翁暗物质

通过对标准模型（SM）进行最小扩展，即对 U(1)$_{\rm B-L}$ 对称进行规范化，引入的新型规范玻色子在 U(1)$_{\rm B-L}$ 规范耦合高度被抑制时扮演暗物质角色。这种暗物质被称为费蒂翁暗物质（F\'eeton dark matter），已知其通过最小引力耦合的气动波动在早期宇宙中高效创建，因此该框架（扩张的 U(1)$_{\rm B-L}$ 标准模型 + 气动）解决了 SM 的四大问题： neutrino 质量/混合、暗物质、宇宙的 baryon 对称性以及宇宙初始条件（气动）。我们全面研究了当暗物质重量超过 $e^- e^+$ 阈值（即电子质量的两倍）时的现象学，考虑 $e^- e^+$ 阈值对暗物质衰变 into $e^- e^+$ 的影响。发现可行的参数区域仅存在于阈值附近，而 $e^- e^+$ 衰变分支（即 $e^- e^+$ 信号）即使在阈值处也永不消失，归因于该效应。因此，若在 U(1)$_{\rm B-L}$ 与 hypercharge 规范玻色子之间不存在动力学混合的纯 U(1)$_{\rm B-L}$ 扩展，已被当下观察到的银河中心 511 keV 光子排除。因此，费蒂翁暗物质需要非零动力学混合才能成为可行的暗物质候选者，并且将通过未来的 MeV 伽马射线望远镜的非消失 $e^- e^+$ 衰变过程进行高效探索。