暗规范区的引力波
高能物理 - 唯象学
2025-08-08 v1
摘要
我们探讨了来自非阿贝尔暗区的强一级相变引发的引力波 (GW) 信号，这种暗区自然产生向量暗物质。我们考虑具有新型暗规范区的模型，这类模型通过赦免门和向量类费米子门与标准模型 (SM) 相互作用。我们也研究了暗区仅通过引力与 SM 相互作用的情形。在所有情况下，我们扫描整个参数空间并分析 GW 产生情况，指出封闭式暗区若产生过多暗辐射则无法产生 LISA 可观测到的 GW 背景。值得注意的是，费米子门会在 LISA 处产生独特的 GW 信号，峰值频率为 1-10 mHz，对于未来的 BBO 和 DECIGO 等干涉仪可达到约 1 Hz。而赦免门情形则限制在约 1 mHz。两种框架都能解释观测到的暗物质丰度，并在暗矢量玻色子接近 3-4 TeV (赦免门) 和 10 TeV (费米子门) 时，预测可被 LISA 检测到的信号，伴随约 GeV 的暗希克斯。最后，我们指出来自成对产生的矢量类费米子的六顶夸克最终态，为 HL-LHC 范围内的检测提供了独特的标志性信号。其检测将为费米子门提供“smoking-gun”信号，确立了实验、引力波和暗物质信号之间的独特互补性。
引用
@article{arxiv.2508.04912,
title = {Gravitational Waves from Dark Gauge Sectors},
author = {Alexander Belyaev and Mårten Bertenstam and João Gonçalves and António P. Morais and Roman Pasechnik and Nakorn Thongyoi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.04912},
year = {2025}
}
备注
70 pages, 24 figures, 8 tables