隐藏带电暗物质与手征暗辐射
高能物理 - 唯象学
2017-09-21 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
鉴于近期普朗克卫星与其他测量在哈勃常数 和结构增长率 上可能存在张力，我们研究了一个隐藏带电暗物质 (DM) 模型，其中 DM 与隐藏手征费米子相互作用，这些费米子带有隐藏 SU(N) 和 U(1) 规范相互作用的电荷。该模型中的对称性保证这些费米子无质量。该模型中的 DM 是一种狄拉克费米子且在隐藏 SU(N) 下为单态，同时假定其在 U(1) 规范对称性下带电，通过它可与手征费米子相互作用。在 SU(N) 的禁闭尺度以下，隐藏夸克凝聚自发破缺 U(1) 规范对称性，从而保留一个离散对称性，这解释了 DM 的稳定性。该凝聚还破缺了模型中的味对称性，与此味对称性相关的南部-戈德斯通玻色子出现在禁闭尺度以下。隐藏 U(1) 规范玻色子以及隐藏夸克/南部-戈德斯通玻色子是禁闭尺度上/下的暗辐射 (DR) 的组分。这些轻场在 时于禁闭尺度之上将有效中微子数增加 ，若禁闭尺度 eV，则解决了普朗克卫星与哈勃空间望远镜对哈勃常数测量的张力。DM 与 DR 通过隐藏 U(1) 规范相互作用持续相互散射，抑制了物质功率谱并导致更小的结构增长率。DM 部分通过交换与希格斯玻色子混合的真实单态标量耦合到标准模型部分，这使得我们的模型可在 DM 直接探测实验中检验。本文还讨论了该模型的变体，可能为此情景的研究提供替代途径。
引用
@article{arxiv.1706.05605,
title = {Hidden Charged Dark Matter and Chiral Dark Radiation},
author = {P. Ko and Natsumi Nagata and Yong Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.05605},
year = {2017}
}
备注
20 pages, 4 figures; v2: version accepted for publication in PLB