通过重不可见 $Z'$ 的冻结产生暗物质
高能物理 - 唯象学
2018-09-12 v2
摘要
我们证明，在标准模型（SM）的 扩展的一类模型中，所有标准模型物质场不带电，额外的中性规范玻色子 耦合于一组合重非标准费米子，由 介导的暗物质（DM）产生可通过广义 Chern-Simons（GCS）耦合的生成而进行。GCS 项的起源与规范反常的抵消密切相关。我们表明，即便对于中间尺度 ，由 GCS 耦合触发的 DM 产生截面也足够大。对于合理高的再加热温度（），则允许很大范围的 DM 和 Z 质量。这类情形为统一模型开辟了新范式。我们还研究了此类有效场论构造的 UV 完备，通过加入重的费米子谱来扩充它。后者在积掉后生成类 GCS 项，并提供通往暗区的新门户。类 GCS 算子中若干导数耦合的存在导致 DM 产生率对温度的高度依赖。该机制具有新颖后果，并导致再加热对遗迹丰度的新依赖关系。
引用
@article{arxiv.1806.00016,
title = {Freezing-in dark matter through a heavy invisible $Z'$},
author = {Gautam Bhattacharyya and Maíra Dutra and Yann Mambrini and Mathias Pierre},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.00016},
year = {2018}
}
备注
10 pages, 5 figures; v2: Further clarifications added, references updated, accepted for publication in Phys. Rev. D