非对称暗物质起源的间接探测信号

我们研究了通过高维算符产生的非对称暗物质 (ADM) 的衰变信号，这些算符负责产生原初暗物质 (DM) 不对称性。由于这些信号既对产生 DM 不对称性的高维算符的性质敏感，也对 DM 所携带的重子数或轻子数的符号敏感，间接探测可能为揭示产生 DM 不对称性的机制本质提供窗口。我们特别考虑了形式为 ${\cal O}_{ADM} = X {\cal O}_{B-L}/M^2$ 的维数 -6 费米子算符，其中 ${\cal O}_{B-L} = u^c d^c d^c,~\ell \ell e^c,~q \ell d^c$（或通过厄米共轭相关的算符），能标 $M$ 在 Grand Unified Theory (GUT) 能标附近或略低于该能标。我们推导了对 ADM 粒子的限制，涵盖了自然质量范围（约几 GeV）以及 100 GeV 至 10 TeV 的范围。对于轻 ADM，我们重点关注来自低能伽马射线数据以及质子/反质子通量的限制。对于重 ADM，我们考虑了 $\gamma$ 射线和质子/反质子通量，并拟合了来自 AMS-02 和 H.E.S.S. 的 $e^+/e^-$ 数据（忽略了在 100 GeV 以下与 AMS-02 不一致的 Fermi 带电粒子通量）。我们表明，尽管来自电子/正电子测量的最佳拟合区域由于 H.E.S.S. 在高能处的测量而与其他通道仍存在张力，但与普通的对称暗物质情景相比，具有原初不对称性的 DM 的衰变减少了这种张力。需要对高能通量进行更好的测量，才能就衰变暗物质作为信号源的可行性得出明确结论。