具有希格斯门户的隐扇区单极子、矢量暗物质与暗辐射

我们表明，具有希格斯门户相互作用的隐扇区't Hooft-Polyakov 单极子模型构成了一个可行的暗物质模型，其中单极子和 massive vector dark matter (VDM) 由于拓扑守恒和未破缺的子群 $U(1)_X$ 而保持稳定。我们指出，尽管观测到的宇宙微波背景（CMB）数据要求暗规范耦合相当小，但得益于希格斯门户相互作用，当 VDM 质量接近或小于标准模型希格斯玻色子质量的一半时，可通过 $s$-channel 共振湮灭获得适量的 VDM 热残留丰度。单极子残留密度被证明比观测到的暗物质残留密度小几个数量级。直接探测实验，特别是计划中的 XENON1T 实验，可能探测到暗希格斯玻色子质量轻于 $\lesssim 60 {\rm GeV}$ 的参数空间。此外，与未破缺 $U(1)_X$ 相关的暗光子对当前的辐射能量密度有贡献，作为额外的相对论性中微子种类，给出 $\Delta N_{\rm eff}^\nu \sim 0.1$。