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来自暗光子的GeV尺度热暗物质:受到严格约束,却仍可允许

高能物理 - 唯象学 2026-04-22 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

GeV尺度的热暗物质(DM)受到直接和间接探测实验的空结果高度约束,尤其是在简化模型背景下。本文我们研究了暗Abelian希克斯模型扩展(包括一名Dirac费米子DM候选人χ\chi)在施加器、直接和间接探测约束下的相互作用。我们一致地考虑了当χ\chi的余引力浓度小于总体观察到的最大暗物质密度时(假设在这些情况下它是次要成分)间接探测和直接探测信号的稀释。结果表明,间接探测约束无法探测到具有较大动力学混合的区域,而直接探测实验在大多数参数空间中提供主要约束。寻找(隐式衰变)向量介体的实验提供了在动力学混合较大区域的互补限制。我们发现,唯一能避免间接和直接探测限制的方法是在动力学混合较大的窄参数空间区域附近,当χ\chi在早期宇宙中共振产生时,并且它可以构成全部的暗物质。为此,需要较小的暗部耦合:对于质量小于6 GeV的暗物质,αD 103\alpha_D~\lesssim10^{-3};对于质量大于10 GeV的暗物质,αD 105\alpha_D~\lesssim10^{-5}。剩余的参数空间可以通过未来的直接探测实验(将缩小位于共振区域附近的允许区域)和对较小动力学混合值的实验搜索来进行互补探测。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.11376,
  title  = {GeV-scale thermal dark matter from dark photons: tightly constrained, yet allowed},
  author = {D. Alonso-González and D. Cerdeño and P. Foldenauer and J. M. No},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.11376},
  year   = {2026}
}

备注

36 pages, 10 figures; v2: updated references, corrected sign in Eq. (2.9), updated Figs. 3, 4 and 10, matches published version