标量暗力对地面实验的影响

暗物质粒子之间由超轻标量介导的长程弱等效原理破坏力受到星系动力学和大尺度结构形成的严格约束。我们研究了这种“暗力”对若干地面实验的影响，包括弱等效原理的Eötvös检验、暗物质直接探测实验和对撞机研究。暗力的存在意味着Eötvös检验中存在非零效应，根据暗物质模型的不同，当前和未来的实验可能探测到该效应。对于标量单态暗物质场景，具有天体物理学相关量级的暗力在参数空间的大片区域中被暗物质遗迹密度和弱等效原理约束所排除。弱等效原理检验也对希格斯玻色子交换对自旋无关的暗物质-原子核直接探测截面的贡献施加了约束。对于WIMP场景，这些考虑将希格斯玻色子交换对自旋无关截面的贡献限制为次于规范玻色子介导的贡献。在多组分暗物质场景中，暗力将排除与暗物质多重态环相关的希格斯玻色子衰变到两个光子的衰变率的大幅偏移，否则这种偏移可能导致在LHC或未来直线对撞机上产生可测量的偏差。来自星系动力学、大尺度结构形成、Eötvös实验、暗物质直接探测实验和对撞机的观测组合可以进一步约束暗区中新的长程力的大小。