规范两Higgs二重态模型中的引力波与暗物质
高能物理 - 唯象学
2024-08-12 v1
摘要
我们研究了规范两Higgs二重态模型（G2HDM）中早期宇宙可能发生的一阶电弱相变，并探讨其通过随机引力波信号的可探测性。G2HDM引入了标准模型电弱规范群的暗副本，诱导出一个偶然Z₂对称性，这不仅在树图层面给出了简单的标量势，还提供了一个引人注目的矢量暗物质候选粒子。利用在有效势中体现规范不变性的高温展开，我们发现该模型中存在一种可能的两步相变模式，其中第二步在电弱尺度温度处发生强一阶相变。LHC的对撞机数据在约束有利于该两步相变的参数空间方面起着关键作用。此外，满足成核条件需要隐藏扇区中标量玻色子的质量与电弱尺度对齐，这可能由未来的对撞机探测器探测。与该相变相关的随机引力波能谱已被计算。结果表明，未来的探测器如BBO、LISA、DECIGO、天琴和太极有可能探测到一阶相变产生的引力波信号。此外，我们发现引力波探测到的参数空间也可在未来暗物质直接探测实验中搜索，特别是针对亚GeV质量暗物质设计的超流氦靶探测器。
引用
@article{arxiv.2408.05167,
title = {Gravitational Waves and Dark Matter in the Gauged Two-Higgs Doublet Model},
author = {Michael J. Ramsey-Musolf and Van Que Tran and Tzu-Chiang Yuan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.05167},
year = {2024}
}
备注
71 pages, 9 figures