改进的白矮星对非弹性暗物质与左右对称模型的约束

WIMP 可被捕获于白矮星(WDs)等致密星体中,并通过其湮灭过程导致星体光度增加。我们表明,当 WIMP 通过非弹性散射与 WD 内的核靶相互作用且其质量超过数十 GeV 时,Messier 4 球状星团中低温大质量 WD 的数据可探测质量分裂 $\delta\lesssim$ 40 MeV 的数值。该值大大超过直接探测与太阳中微子搜寻所得的结果。我们将这一改进约束应用于左右对称模型(LRSM)中自共轭双二重态的特定暗物质(DM)情形,其中具有耦合 $g_L$ 的标准 $SU(2)_L$ 群被附加的具有耦合 $g_R$ 的 $SU(2)_R$ 群所扩展。我们表明,来自 WD 的界限显著缩减了该情形下宇宙学可行的参数空间,特别地要求 $g_R>g_L$。例如,当 $g_R/g_L$ = 1.8 且带电 $SU(2)_R$ 规范玻色子质量 $M_{W_2}$ 轻于 $\simeq$ 12 TeV 时,我们发现两个可行质量区间 1.2 TeV $\lesssim m_\chi\lesssim$ 3 TeV 与 5 TeV $\lesssim m_\chi\lesssim$ 10 TeV。我们还讨论了 LRSM 模型的紫外完备,当其被嵌入一个大统一理论时。我们表明,此类低能参数空间及与质子衰变界限的相容性要求对最小模型的粒子内容进行非平凡扩展。我们给出一个具体例子:通过在高能处用在所有其他群下为单态的色三重态扩展 LRSM,可实现 $M_{W_2}\lesssim$ 10 TeV;并通过引入无 $SU(2)_R$ 对应物的 $SU(2)_L$ 三重态,即打破 $SU(2)_L$ 与 $SU(2)_R$ 多重态之间的对称性,得到 $g_R/g_L>$1。