s 通道暗物质湮灭产生的伽马射线谱线与单圈连续谱
高能物理 - 唯象学
2015-06-15 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
暗物质间接探测搜索的时代已经开始，伽马射线探测器的灵敏度如今正接近弱相互作用大质量粒子 (WIMP) 的相关参数空间。特别是，伽马射线谱线将是暗物质湮灭的确凿证据，尽管它们通常相对于连续谱受到抑制。在本文中，我们特别关注与伽马射线谱线同时产生的单圈连续谱，并研究在何种条件下暗物质模型能自然导致相对增强的谱线信号。我们研究了各类通用模型，其中暗物质为费米子，通过矢量或标量 s 通道介子进行湮灭，并确定了产生大幅谱线信号的耦合与质量条件。我们聚焦于几年前在“太空中的希格斯”情景中提出的“禁戒通道机制”，该机制下树图阶湮灭在当今运动学上是禁戒的。文中提供了所有单圈湮灭通道的详细计算。我们筛选出了具有大幅谱线/连续谱比值的非常简单的模型，并针对大范围的 WIMP 质量提出了普遍预测，这不仅与 Fermi 和 Hess II 相关，也与下一代望远镜如 CTA 和 Gamma-400 相关。此外还讨论了来自遗迹丰度、直接探测以及对撞机界限的约束。
引用
@article{arxiv.1302.1802,
title = {Gamma-ray lines and One-Loop Continuum from s-channel Dark Matter Annihilations},
author = {C. B. Jackson and Geraldine Servant and Gabe Shaughnessy and Tim M. P. Tait and Marco Taoso},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.1802},
year = {2015}
}
备注
32 pages, 13 figures; v2: minor clarifications, summary paragraph added; v3: matches published version, minor clarifications, results unchanged