来自卡鲁扎-克莱因模式的动力学混合：门户物质的一个简单构造

暗物质矢量门户/动力学混合简化模型可在暗 sector $U(1)$ 下实现质量从几 MeV 到几 GeV 的热暗物质，其依赖于该暗 $U(1)$ 与标准模型（SM）超电荷之间的一个小动力学混合项。众所周知，在单圈水平上通过引入同时带有暗 $U(1)$ 与 SM 超电荷的“门户物质”场即可产生合适量级的动力学混合；此前基于唯象理由的论证表明，费米子门户物质场必须表现出一组特定特征：它们必须是矢量型的，并且具有与现有 SM 费米子相同的标准模型群表示。对带有暗 $U(1)$ 电荷的 SM 费米子副本的一个自然解释是扩大暗规范群，并将 SM 与门户物质嵌入到单一暗多重态中；然而，此前该方向的工作需要大量特设补充，以确保门户物质场为矢量型而 SM 场为手征型，并依赖复杂的暗 Higgs sector 来实现恰当的对称性破缺。在本文中，我们论证一个具有大额外维度的模型可以轻易地从单一暗体多重态产生手征 SM 费米子与矢量型门户物质，同时允许远为简单的暗 Higgs sector。我们给出此“卡鲁扎-克莱因（KK）门户物质”的最小构造，并探讨其在 LHC 上的唯象，指出即便我们这一简单实现也展现出不同于那些具有大额外维度与 4 维门户物质的更常规模型的信号。通常，门户物质 sector 场会比模型中其他 KK 场轻得多，因此门户物质 sector 有可能成为额外维度的首个可观测实验信号。