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味对称与暗物质在 scoto/II 型跷跷板模型中的研究

高能物理 - 唯象学 2022-08-24 v1

摘要

中微子质量与暗物质(DM)问题在一个共存 II 型跷跷板与 Scotogenic 机制的 Standard Model 扩展中被一并解决。该模型具有味 Z8\mathcal{Z}_8 离散对称性,其破缺至 Z2\mathcal{Z}_2,从而稳定(标量或费米子)DM 粒子。自发 CP 破坏通过单态标量场的复真空期望值实现,并在轻子 sector 中诱导可观测的 CP 破坏效应。有效中微子质量矩阵的结构对低能中微子可观测量施加了约束,即大气中微子混合角 θ23\theta_{23}、Dirac CP 破坏相 δ\delta 以及绝对中微子质量标度 mlightestm_{\rm lightest}。特别地,在大多数情况下,模型选取一个 θ23\theta_{23} 象限且 δ3π/2\delta \simeq 3\pi/2。此外,所获得的 mlightestm_{\rm lightest} 下界通常处于宇宙学所探测的范围内。我们还分析了当前带电轻子味破坏(cLFV)过程的实验限制以及未来预期灵敏度对该模型施加的约束。研究表明,Higgs 三重态与 scotogenic 对 cLFV 的贡献从不重叠,且 Yukawa 耦合、暗带电标量质量与混合之间的相互作用导致了一个与当前实验界限相容的广阔参数空间区域。我们通过考虑遗迹密度、直接探测(DD)与对撞机约束,研究了模型的标量与费米子 DM 参数空间。对于标量 DM,质量区间 68 GeVmDM90 GeV68 \ \text{GeV} \lesssim m_{\text{DM}} \lesssim 90 \ \text{GeV} 是可行的,并将被未来的 DD 搜索所探测。在费米子 DM 情形中,由于暗费米子–标量共湮灭通道,对于 mDM45m_{\text{DM}} \gtrsim 45 GeV 总能获得正确的遗迹密度。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.13605,
  title  = {Flavour and dark matter in a scoto/type-II seesaw model},
  author = {D. M. Barreiros and H. B. Camara and F. R. Joaquim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.13605},
  year   = {2022}
}

备注

51 LaTeX pages; 21 figures